[发明专利]创建适于计算机辅助工程分析的橡胶类材料的数值模型的方法和系统

摘要

本申请公开了基于在感兴趣的橡胶类材料样品的双向拉伸试验中获得的试验数据创建包括Mullins效应的橡胶类材料的数值模型的系统和方法。在负载阶段，基于加压压力对比极点位移数据确定用作应变-能量密度函数的Mooney-Rivlin本构方程的第一组数值常量。然后确定卸载阶段损害函数的第二组数值常量。卸载阶段损害函数被用于修改卸载阶段的应变-能量密度函数，并包含具有无量纲算子的双曲正切函数，该无量纲算子包括在卸载阶段之前立即发生的峰值应变能量值。然后确定随后的重新负载阶段损害函数中的第三组数值常量。所述随后的重新负载阶段损害函数被用于修改重新负载阶段中的应变-能量密度函数。

主权项

一种创建适于计算机辅助工程分析的橡胶类材料的数值模型的方法，其特征在于，包括：在其上安装有应用模块的计算机系统中接收在感兴趣的橡胶类材料样品的双向拉伸试验中获得的压力对比极点位移数据，所述双向拉伸试验包括负载、卸载和重新负载阶段；基于所述压力对比极点位移数据，由所述应用模块确定Mooney‑Rivlin本构方程中的第一组数值常量C₁和C₂,所述Mooney‑Rivlin本构方程用作负载阶段过程中橡胶类材料的应变‑能量密度函数W，其中所述Mooney‑Rivlin本构方程如下：$W=C_1({\mathrm{\λ}}_1^2+{\mathrm{\λ}}_2^2+{\mathrm{\λ}}_3^2-3)+C_2({\mathrm{\λ}}_1^2{\mathrm{\λ}}_2^2+{\mathrm{\λ}}_2^2{\mathrm{\λ}}_3^2+{\mathrm{\λ}}_3^2{\mathrm{\λ}}_1^2-3),$其中λ₁,λ₂和λ₃是橡胶类材料在三个空间维度中的拉伸率；由所述应用模块确定卸载阶段损害函数中的第二组数值常量r₁和m₁，所述卸载阶段损害函数用于修改所述应变‑能量密度函数，以表示所述橡胶类材料在卸载阶段的材料行为，所述卸载阶段损害函数包含具有无量纲算子的双曲正切函数，所述无量纲算子包括卸载阶段之前立即发生的峰值应变‑能量值W_m，其中所述卸载阶段损害函数如下：$W\frac{\∂\mathrm{\η}}{\∂W}+\mathrm{\η}=1-\frac{1}{r_1}\tanh \left[\frac{1}{m_1}(1-\frac{W}{W_m})\right];$由所述应用模块确定随后的重新负载阶段损害函数中的第三组数值常量r₂和m₂，所述随后的重新负载阶段损害函数用于修改所述应变‑能量密度函数，以表示所述橡胶类材料在重新负载阶段的材料行为，其中所述随后的重新负载阶段损害函数如下：$W\frac{\∂\mathrm{\η}}{\∂W}+\mathrm{\η}=1-\frac{1}{r_2}\tanh \left[\frac{1}{m_2}(1-\frac{W}{W_m})\right];$以及将所述Mooney‑Rivlin方程、所述卸载阶段损害函数、所述随后的重新负载阶段损害函数、以及所述第一、第二和第三组数值常量相结合，以形成所述橡胶类材料的数值模型，用于至少部分由所述橡胶类材料制成的产品的计算机辅助工程分析中。