未硫化橡胶黏弹塑性本构模型及有限元实现

作者：王银龙; 李钊; 李子然^*; 汪洋

来源：上海交通大学学报, 2023, 57(08): 1086-1095.

DOI：10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.022

• 未硫化橡胶
• 拉伸实验
• 本构模型
• 黏弹塑性
• 有限元实现

为了探究未硫化橡胶的拉伸力学性能，开展了未硫化橡胶不同应变率下的单向拉伸及循环加卸载实验.结果表明，未硫化橡胶具有较为复杂的非线性黏弹塑性力学行为，随着应变率增加，应力水平明显上升，迟滞效应增加，残余应变降低，应力软化增强.为了表征其力学响应，提出了一个三网络(TN)黏弹塑性本构模型，该模型由一个基于八链模型的超弹性网络和两个基于Bergstr9m-Boyce流动模型的非线性黏塑性网络构成，同时考虑了材料的Mullins损伤软化等变形特征，能够较好地表征未硫化橡胶的非线性力学行为.最后，依托于Abaqus有限元软件，完成了本构模型材料子程序的开发，对未硫化橡胶多段松弛加卸载和轮胎胎面胶压入模具过程开展了数值仿真，验证了TN模型的数值有效性以及在复杂变形模式下的数值稳定性.

• 单位
  中国科学院; 武汉第二船舶设计研究所; 中国科学技术大学