橡胶材料的动态压缩性能及其应变率相关的本构模型

庞宝君 杨震琦 王立闻 迟润强

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橡胶材料的动态压缩性能及其应变率相关的本构模型

    通讯作者: 杨震琦; 

Dynamic Compression Properties and Constitutive Model with Strain Rate Effect of Rubber Material

    Corresponding author: YANG Zhen-Qi
  • 摘要: 利用Instron万能试验机与LC4超硬铝合金分离式Hopkinson压杆设备,对3种不同波阻抗的橡胶材料炭黑母胶(Carbon Black Rubber)、硅橡胶(Silicone Rubber)和泡沫橡胶(Foam Rubber)在较大应变率范围(0.002~15 000s-1)内进行了单轴压缩实验,研究应变率对橡胶材料力学性能的影响。实验结果表明:3种橡胶的准静态与动态应力-应变曲线具有不同的应变硬化形式,且动态加载下随着应变率的增大,硬化效应逐渐增强;在准静态及高应变率(12 000~15 000 s-1)压缩下,泡沫橡胶表现出多孔类材料压缩曲线的弹性、塑性崩塌及致密化3段特征。基于Rivilin应变能模型,构建了一个应变率相关的动态本构模型,模拟结果与实验结果吻合较好,可以用于描述较大应变率范围内3种橡胶的非线性应力-应变关系。
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-05-21
  • 录用日期:  2010-09-15
  • 刊出日期:  2011-10-15

橡胶材料的动态压缩性能及其应变率相关的本构模型

    通讯作者: 杨震琦; 
  • 1. 哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨 150080

摘要: 利用Instron万能试验机与LC4超硬铝合金分离式Hopkinson压杆设备,对3种不同波阻抗的橡胶材料炭黑母胶(Carbon Black Rubber)、硅橡胶(Silicone Rubber)和泡沫橡胶(Foam Rubber)在较大应变率范围(0.002~15 000s-1)内进行了单轴压缩实验,研究应变率对橡胶材料力学性能的影响。实验结果表明:3种橡胶的准静态与动态应力-应变曲线具有不同的应变硬化形式,且动态加载下随着应变率的增大,硬化效应逐渐增强;在准静态及高应变率(12 000~15 000 s-1)压缩下,泡沫橡胶表现出多孔类材料压缩曲线的弹性、塑性崩塌及致密化3段特征。基于Rivilin应变能模型,构建了一个应变率相关的动态本构模型,模拟结果与实验结果吻合较好,可以用于描述较大应变率范围内3种橡胶的非线性应力-应变关系。

English Abstract

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