超彈性材料拉伸壓縮試驗詳解
來源：天氏庫力 發布日期
2020-07-22 瀏覽：
什么是超彈性材料？
超彈性材料在我們的工業和生活中非常常見，如各類橡膠類產品、合成膠產品，像橡膠分為固體橡膠和泡沫橡膠，它們都是不可壓縮材料，泊松比接近 0.5，作為應用這么廣泛的材料在開展有限元分析中自然也非常普遍。這類材料在受力作用下會產生大的應變和位移，同時這個過程中材料的體積不發生變化，而且隨著溫度、加載速率的不同材料自身的本構模型也會發生變化，所以研究起來相對復雜。本文我們就著重講解一下超彈性材料的拉伸和壓縮試驗以及試驗數據的處理方法。
拉伸試驗
試驗開展理論上包括以下方面（如圖1所示）：
Uniaxial tension and compression（單軸拉、壓）
Equibiaxial tension and compression（等雙軸拉、壓）
Planar tension and compression (also known as pure shear)（平面拉、壓）
Volumetric tension and compression（體積拉、壓）
下圖為超彈材料試驗的示意圖：
圖1：超彈材料試驗的示意圖
但是實際中，根據試驗的可實施過程和難度我們在常溫開展單次加載的單軸拉伸、等雙軸拉伸、平面拉伸以及體積壓縮試驗，具體各項試驗示意圖分別如圖 2~圖 5 所示。
下圖為單軸拉伸實驗示意圖：
圖2：單軸拉伸實驗
下圖為等雙軸拉伸實驗示意圖：
圖3：等雙軸拉伸實驗
下圖為平面拉伸實驗示意圖：
圖4：平面拉伸實驗
下圖為體積壓縮實驗示意圖：
圖5：體積壓縮實驗
實驗數據處理
獲取實驗數據之后我們就可以導入軟件選擇合適的模型進行數據的擬合，獲得我們想要的參數進而開展對應的有限元分析，這里我們采用 ABAQUS 幫助文檔提供的單軸拉伸數據擬合獲得曲線圖（選擇 Ogden 模型，N=3），并將擬合系數填入對應模型中，下圖所示擬合結果，當實驗數據充分的話則可以分別進行擬合獲得更加符合材料真實結果的系數。
下圖為試驗數據和擬合曲線：
圖6：試驗數據和擬合曲線
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【本文標簽】：超彈性材料拉伸試驗,超彈性材料壓縮試驗
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