ABAQUS高效的橡胶材料本构拟合法

复杂橡胶材料本构模型在Abaqus中的构建与拟合：基于试验数据的实践


概述

橡胶材料的应力应变行为通常展现出超弹性特性，其显著特征在于在大应变域仍表现出弹性特性。模拟这种行为的挑战在于选择合适的本构模型，并准确拟合其内部的应变势能。作为业内广泛使用的一体化多体仿真软件，ABAQUS提供了多种解决方案，辅助工程师和研究人员实现这一挑战。本文将探讨如何在ABAQUS中利用来自实际实验的数据，构建并拟合橡胶材料的本构模型，以实现对橡胶超弹性行为的精确模拟。

ABAQUS基于试验数据的本构拟合方法




ABAQUS采用多样的橡胶材料模型，如多项式模型、MooneyRivlin模型以及NeoHookean模型，以适应不同橡胶样品的性质，准确模拟不可压缩性。此方法依赖于实验室提供的各种实验数据，包括单轴试验、双轴试验以及平面试验，以确保所构建模型的全面性和精确性。

1. 在 ABAQUS 软件内的橡胶材料构建

构建过程始于 Property 定义模块，直接对橡胶材料的属性进行配置。在 Strain energy protential 选项内选择一个“未知”应变势能，而后通过输入特定的实验数据，ABAQUS 能够自动拟合或者调整模型参数以最优化这一拟合过程。

输入与选择试验数据

确保选择的模型与实际应用的试验数据类型匹配是本构分析的关键。通过主菜单下的 Material>Evaluate>Rubber 节点，开始对橡胶材料的应变势能曲线进行拟合。在这个算法过程之中，需要设置各试验数据对应的应变的最小值和最大值，使拟合过程更为精确。结果，通过这一系列步骤得到的的是，就连立体应变试验数据都能够在 ABAQUS 内进行有效处理。