炭黑填充天然橡胶超弹性本构方程的适用性分析

为分析复杂应力条件下超弹性本构方程的适用性,以炭黑填充天然橡胶(NR)的短粗三点弯曲压缩试样(简称三点弯曲试样)作为研究对象,采用Abaqus有限元软件建立与试验过程相符的有限元模型,分析在有/无永久变形条件下试样力与位移的关系,并与试验数据进行对比,判断不同本构方程的计算精度.结果表明:在同时输入材料单轴拉伸、平面拉伸以及等双轴拉伸试验应力-应变数据时,不同本构方程对在有/无永久变形条件下三点弯曲试样力的计算精度不同;Arruda Boyce、Marlow、一至二阶Polynomial、一至三阶Ogden和一至二阶Reduced polynomial方程对有永久变形试样的计算精度高于无永久变形试样的计算精度;Van Der Waals、四至六阶Ogden和三至六阶Reduced Polynomial方程在大位移下有永久变形试样的计算精度低于无永久变形试样的计算精度.