橡膠類大變形材料斷裂問題的數(shù)值研究.pdf

1、橡膠類材料具有物理和幾何非線性特性，需要確定合適的本構(gòu)關(guān)系進(jìn)而解釋其復(fù)雜的變形特性。為此，本文主要開展了兩個(gè)方面的工作：一是采用基于實(shí)驗(yàn)的唯象學(xué)方法確定了橡膠材料的本構(gòu)模型；二是使用確定的本構(gòu)模型，采用數(shù)值計(jì)算的方法分析了橡膠類材料大變形斷裂問題中裂尖附近區(qū)域的力學(xué)參量分布特征及其分區(qū)模型。
　　 在目前的研究中，通常從分子學(xué)角度和唯象學(xué)角度來確定橡膠類材料本構(gòu)關(guān)系。而基于實(shí)驗(yàn)的唯象學(xué)方法被證明能夠比較合理有效地反映材料的變形特

2、性，因此本文采用該方法，根據(jù)真實(shí)材料的較為充分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定其本構(gòu)模型，并評(píng)價(jià)了模型的穩(wěn)定性和有效性。文中選取兩種不同橡膠材料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定了適合各自特性的本構(gòu)模型，討論了根據(jù)具體材料確定具體本構(gòu)模型的必要性。文中基于真實(shí)材料的本構(gòu)模型，數(shù)值模擬了橡膠材料的Ⅰ型斷裂問題，并分析其裂尖附近區(qū)域位移場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)的分布特點(diǎn)。直觀地驗(yàn)證并解釋了裂尖場(chǎng)的分區(qū)模式，以及擴(kuò)張區(qū)和收縮區(qū)的變形特點(diǎn)。
　　 本文選用兩種不同的本構(gòu)模型對(duì)斷裂問題進(jìn)