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典型橡膠材料超彈性本構(gòu)模型及其適用性
橡膠又稱為彈性體,包括天然橡膠及合成橡膠,是無定形的高聚物。橡膠是一種超彈性材料,具有良好的伸縮性和復(fù)原性,被廣泛用作密封、減振部件。相對于金屬材料的性能表征只需要較少的參數(shù),橡膠的特性就顯得很錯綜復(fù)雜,其物理化學(xué)性能與金屬材料有很大差別。
橡膠材料的主要特點:
(1) 不可壓縮性:橡膠材料的泊松比μ一般在0.45~0.4999范圍內(nèi)變化,接近于液體的泊松比0.5,因此橡膠可以看作是一種體積近似不可壓縮的材料。
(2) 大變形特性:橡膠高分子材料變形很大,而其彈性模量與金屬材料相比卻小很多。橡膠材料的變形范圍一般在200%~500%,甚至能夠達(dá)到1000%,很多金屬材料的變形則不足0.5%
(3) 非線性:橡膠材料具有三重非線性,即幾何非線性、材料非線性和邊界非線性。橡膠材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系具有明顯的非線性,其力學(xué)性能與環(huán)境條件、應(yīng)變歷程、加載速率等因素有很大關(guān)聯(lián),且隨時間延長而不斷變化。