《決定類橡膠材料大變形超彈性勢的顯式新途徑》是依託上海大學，由肖衡擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：決定類橡膠材料大變形超彈性勢的顯式新途徑
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：肖衡
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本計畫的主要目標在於決定類橡膠高彈性材料的大變形超彈性勢及其工程套用。針對長期未決的中心問題，將基於最新取得的前期成果， 引入顯式直接新方法，突破 制約統計方法和唯象方法的瓶頸。新方法將經由顯式步驟在精確擬合意義上直接從實測數據獲得彈性勢， 從而可避免現有各方法涉及識別待定參數組的複雜非線性計算過程及其不確定性。將基於所獲得結果處理有重要工程套用的若干典型問題。
結題摘要
橡膠類材料由於其特有的可恢復彈性大變形等特徵，在工業生產和日常生活中被廣泛地套用，其大變形彈性行為，即應力-應變關係的準確表征對相關工程設計具有重要的意義。依據熱力學原理，彈性體的應力-應變關係由超彈性勢決定，由於變形很大以及應變剛化效應，決定橡膠類材料的多軸超彈性勢不僅需要處理強非線性, 且需處理在應變剛化時應力急劇增長問題。 本課題針對各向同性及不可壓縮超彈性類橡膠材料，發展了構造大變形超彈性材料本構模型的直接顯式新方法。該方法從單軸應力-應變關係直接得到多軸彈性勢，所得結果避免了現有各方法決定待定參數組的複雜數值計算，且該彈性勢滿足以下三點要求：（1）能夠準確描述應變剛性化效應，即趨於極限應變時應力急劇增長；（2）趨於應變極限時，彈性體內所儲存的應變能總是有界的; （3）從應變逐漸增大至大於應變極限後到材料失效的全過程中，應力總是有界的，且材料最終失效時，應力為零。本文第一次提出模擬橡膠材料的應變剛性化效應且直至失效的彈性本構模型。特別,所建議彈性勢首次給出直至失效破壞的全變形範圍直接模擬。 基於對數應變，進一步構造出多軸新彈性勢， 能夠精確匹配單軸實驗和剪下實驗的數據。首先，利用有理插值函式獲得單軸情況和剪下情況下的兩個一維彈性勢。然後引入一種橋聯方法和匹配方法來組合上述兩個一維彈性勢，最後獲得一個多軸彈性勢。所得到的多軸彈性勢帶有五個參數，其中四個由材料本身性質決定，一個為可調節參數。從這個多軸彈性勢導出了普遍多軸情形下的應力應變關係。 經驗證，模型預測結果和實驗結果一致。
