典型橡胶材料超弹性本构模型及其适用性
橡胶又称为弹性体,包括天然橡胶及合成橡胶,是无定形的高聚物。橡胶是一种超弹性材料,具有良好的伸缩性和复原性,被广泛用作密封、减振部件。相对于金属材料的性能表征只需要较少的参数,橡胶的特性就显得很错综复杂,其物理化学性能与金属材料有很大差别。
橡胶材料的主要特点:
(1) 不可压缩性:橡胶材料的泊松比μ一般在0.45~0.4999范围内变化,接近于液体的泊松比0.5,因此橡胶可以看作是一种体积近似不可压缩的材料。
(2) 大变形特性:橡胶高分子材料变形很大,而其弹性模量与金属材料相比却小很多。橡胶材料的变形范围一般在200%~500%,甚至能够达到1000%,很多金属材料的变形则不足0.5%
(3) 非线性:橡胶材料具有三重非线性,即几何非线性、材料非线性和边界非线性。橡胶材料的应力-应变关系具有明显的非线性,其力学性能与环境条件、应变历程、加载速率等因素有很大关联,且随时间延长而不断变化。