橡胶超弹-黏弹模型建立及结构动态响应

摘要：为了研究橡胶结构的动态响应,需要准确建立本构模型.通过动态热机械分析仪(dynamic thermomechani-cal analysis,DMA)测试圆盘形橡胶试样,获得橡胶黏弹因子、储能模量、损耗模量等力学数据,建立超弹-黏弹本构模型,超弹模型表征橡胶的大变形特性,黏弹模型表征橡胶的滞后效应,其中黏弹模型参数是通过利用 ANSYS 拟合 DMA 实验所得松弛曲线数据获得,超弹模型参数是通过利用经验公式辨识得到.建立与实验条件一致的动力学仿真模型,实验数据与仿真数据的误差较小,在合理范围内,验证了通过上述方法辨识模型参数所建立超弹-黏弹本构模型的正确性.仿真获得了圆盘形橡胶试样、立方块橡胶试样分别在周期性扭转载荷和垂直载荷作用下的应力、应变、损耗等响应特性,并验证了所建立本构模型的适用性.通过研究立方块橡胶试样在超弹-黏弹本构模型、线弹-黏弹本构模型、单一的超弹本构模型下的动态响应特性,表明了本构模型的选择对橡胶结构动态响应分析的重要性,为工程实际问题中橡胶本构模型的选择提供参考.