主权项 |
一种创建适于计算机辅助工程分析的橡胶类材料的数值模型的方法,其特征在于,包括:在其上安装有应用模块的计算机系统中接收在感兴趣的橡胶类材料样品的双向拉伸试验中获得的压力对比极点位移数据,所述双向拉伸试验包括负载、卸载和重新负载阶段;基于所述压力对比极点位移数据,由所述应用模块确定Mooney‑Rivlin本构方程中的第一组数值常量C<sub>1</sub>和C<sub>2</sub>,所述Mooney‑Rivlin本构方程用作负载阶段过程中橡胶类材料的应变‑能量密度函数W,其中所述Mooney‑Rivlin本构方程如下:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>W</mi><mo>=</mo><msub><mi>C</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>λ</mi><mn>1</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>λ</mi><mn>2</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>λ</mi><mn>3</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>C</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>λ</mi><mn>1</mn><mn>2</mn></msubsup><msubsup><mi>λ</mi><mn>2</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>λ</mi><mn>2</mn><mn>2</mn></msubsup><msubsup><mi>λ</mi><mn>3</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>λ</mi><mn>3</mn><mn>2</mn></msubsup><msubsup><mi>λ</mi><mn>1</mn><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000672206850000011.GIF" wi="1223" he="102" /></maths>其中λ<sub>1</sub>,λ<sub>2</sub>和λ<sub>3</sub>是橡胶类材料在三个空间维度中的拉伸率;由所述应用模块确定卸载阶段损害函数中的第二组数值常量r<sub>1</sub>和m<sub>1</sub>,所述卸载阶段损害函数用于修改所述应变‑能量密度函数,以表示所述橡胶类材料在卸载阶段的材料行为,所述卸载阶段损害函数包含具有无量纲算子的双曲正切函数,所述无量纲算子包括卸载阶段之前立即发生的峰值应变‑能量值W<sub>m</sub>,其中所述卸载阶段损害函数如下:<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><mi>W</mi><mfrac><mrow><mo>∂</mo><mi>η</mi></mrow><mrow><mo>∂</mo><mi>W</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><mi>η</mi><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>r</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><mi>tanh</mi><mo>[</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>m</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac><mi>W</mi><msub><mi>W</mi><mi>m</mi></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000672206850000012.GIF" wi="816" he="173" /></maths>由所述应用模块确定随后的重新负载阶段损害函数中的第三组数值常量r<sub>2</sub>和m<sub>2</sub>,所述随后的重新负载阶段损害函数用于修改所述应变‑能量密度函数,以表示所述橡胶类材料在重新负载阶段的材料行为,其中所述随后的重新负载阶段损害函数如下:<maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><mi>W</mi><mfrac><mrow><mo>∂</mo><mi>η</mi></mrow><mrow><mo>∂</mo><mi>W</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><mi>η</mi><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>r</mi><mn>2</mn></msub></mfrac><mi>tanh</mi><mo>[</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>m</mi><mn>2</mn></msub></mfrac><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac><mi>W</mi><msub><mi>W</mi><mi>m</mi></msub></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000672206850000013.GIF" wi="925" he="193" /></maths>以及将所述Mooney‑Rivlin方程、所述卸载阶段损害函数、所述随后的重新负载阶段损害函数、以及所述第一、第二和第三组数值常量相结合,以形成所述橡胶类材料的数值模型,用于至少部分由所述橡胶类材料制成的产品的计算机辅助工程分析中。 |