橡胶类材料大应变硬化的本构关系.pdfVIP

华 南 理 工 大 学 学报 （自然 科 学 版 ） 第34 卷 第4 期 Journal of South China University of Technology Vol. 34 No. 4 2006 年4 月 （Natural Science Edition ） April 2006 文章编号：1000-565X（2006 ）04-0009-04 橡胶类材料大应变硬化的本构关系* 1 1 1 2 刘 锋 朱艳峰 李丽娟 黄小清 （1. 广东工业大学 建设学院，广东广州510006 ；2 . 华南理工大学 交通学院，广东广州510640 ） 摘 要：橡胶材料具有良好的弹性性能和拉伸能力，为典型的超弹性材料. 其在大应变时 常呈现出应力- 应变的增强或软化效应，本构关系较复杂. 目前，有关橡胶材料大应变硬 化的本构关系实验研究尚属匮乏. 文中对橡胶类材料大应变时的硬化现象进行了实验和 理论研究，提出了一种新的应变能函数来描述橡胶材料的本构关系，测定了橡胶材料硬化 时的本构参数，并进行了实验验证. 研究结果表明该应变能函数可较好地描述橡胶材料在 大应变时的硬化现象，为进一步研究橡胶材料硬化的本构特性提供了参考依据. 关键词：橡胶材料；大应变；硬化；本构关系 中图分类号：0 345 文献标识码：A 橡胶材料良好的力学性能使它在许多领域起着 伸长时这种本构方程的力学参数，并通过剪切实验 重要的作用，某些构件就是利用它产生大的弹性变 对该方程进行了验证. 形来完成某些特殊功能. 很多橡胶类材料大应变时 1 橡胶材料的本构试验 呈现出应力- 应变的增强或软化效应. 本构问题是 研究材料力学性能的基础，橡胶材料针对大应变硬 1. 1 试件制作 ［1］ 化现象的本构模型目前有 neo-hookean 型 、Moo- 试件所采用的硫化橡胶、配方及其配比如表 1 ney-rivlin ［2 ］ 型 等. 本构方程中的力学参数主要通过 所示. 在160 C 下，保持10 Mpa 压力，硫化6 min. 试验方法获得；通过实验可以得出Cauchy 应力与主 表1 试件配方及其配比 伸长率! 的关系曲线，用以验证本构方程的正确 Table 1 The prescription of test-piece and in parts by mass 性. 橡胶材料在大变形条件下的应力、应变分析及有 % 关力学参数的测定，还可以为正确设计构件提供有