深入探讨Abaqus中的固体橡胶模型应用

Abaqus 中包含许多固体橡胶模型，每个模型都使用不同的方法来定义应变能函数。

主要包括两类：

• 基于自然规律（Physically-motivated ）模型：

• 基于自然规律模型从微观结构来考虑材料的响应。

• 将橡胶理想化为由交叉结合的聚合体分子连接而成的长链。

• 基于唯象理论（phenomenological theory）的模型：

• 唯象理论则从连续介质力学的角度看待此问题。

• 在不考虑微观结构的影响时，通过构造数学表达式所得到的应力–应变关系。

两类固体橡胶模型的详细信息如图1所示：

图1  两类固体橡胶模型

下面，详细介绍常用的固体橡胶模型：

（一）Yeoh 模型-三阶多项式模型

• 在较大的应变范围内都能够得到较好的拟合结果

• 能够捕获“翻转点”

• 能够用于有限数据的情况    

（二）Ogden 模型

• Ogden 模型也是基于唯象理论的模型。

• Ogden (1972) 提出使用基本拉伸（ principal stretches ）来代替不变量的模型。

• 该模型的表达式使用实数次方（非整数次方），使得模型的准确性更高。

• Abaqus 最多允阶次许N = 6，一般情况下多取N = 3。
• 如果试验数据有限（例如，只有单轴拉伸数据），一定不要使用本模型！

（三）Marlow 模型

• Marlow 模型是最常用的第一不变量模型，在标准施加荷载方式（单轴、双轴或平面）下，它能够准确地生成试验数据。

• 不需要曲线拟合

• 其他变形模式的拟合也较好
 

• 如果只有有限的试验数据，应该选择使用本模型

• 如果提供了某个试验的详细数据，本模型能够模拟的非常好。

•本模型允许输入依赖于温度或场变量变化的试验数据。

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