泡沫橡胶动静态本构模型研究

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橡胶材料是一种广泛用来进行减震的材料,在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用,其主要是被应用于减震器中。目前广泛应用的普通橡胶,其中的添加剂决定了其独特的属性。随着减震技术的急速发展,出现了一种新型的橡胶减震材料,即内部含有气孔的泡沫橡胶材料。该橡胶材料较之普通材料,减震性能更强。在实际应用中,要确定橡胶减震器的减震性能,其主要任务就是得到减震材料,即橡胶材料的应力应变性能,尤其是动态力学性能。这就要求首先建立橡胶材料的本构关系,即应力应变性能。本文主要研究的是密度为8003kg/m的泡沫橡胶材料在准静态环境下和动态环境下的本构关系,在准静态环境下,橡胶材料主要呈现出超弹特性,本文通过实验,确定了该泡沫橡胶材料的不可压性,确定采用超弹性模型来描述其特性。通过进行单轴拉伸实验、平面拉伸实验和单轴压缩实验,得到了在三种不同变形方式下的应力应变数据,通过拟合参数和仿真计算,最终确定了在受拉和受压情况下的本构关系。在动态环境下,本文分析了橡胶材料的力学特性,确定了超弹-粘弹相结合的建模理念,进行了不同应变率下的SHPB试验,并通过数值拟合和不同应变率下的数值预测,证实了超弹-粘弹本构模型的准确性。
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