文献类型：期刊文献

中文题名：橡胶-帘线增强复合材料的本构模型及数值模拟

英文题名：Constitutive Modeling and Numerical Simulation of Rubber-Cord Composites

作者：孙书蕾 陈文国

第一作者：孙书蕾

机构：[1]贵州理工学院机械工程学院,贵州贵阳550003;[2]曲靖师范学院信息工程学院,云南曲靖655011

第一机构：贵州理工学院机械工程学院

年份：2021

期号：3

起止页码：53-56

中文期刊名：机械设计与制造

外文期刊名：Machinery Design & Manufacture

收录：CSTPCD;;北大核心:【北大核心2020】；

基金：贵州省联合基金(黔科合LH字[2016]7105);贵州省科技计划项(黔科合基础[2016]1063);国家自然科学基金青年科学基金(51605107);。

语种：中文

中文关键词：复合材料;本构;超弹性;橡胶;各向异性

外文关键词：Composites;Constitutive;Hyperelastic;Rubber;Anisotro

摘要：针对有两族帘线的橡胶—帘线增强复合材料,基于Spencer的连续介质力学不变量理论,提出了一种非线性超弹性本构模型。通过引入两个帘线排列方向的结构张量把单位体积的自由应变能分解为便于参数识别的体积变形、等容变形和各向异性变形三部分。分别用纯橡胶单轴拉伸实验,沿帘线方向单轴拉伸实验数据拟合得到等容变形和各向异性变形的材料参数。通过COMSOL弱形式偏微分方程,对橡胶-帘线增强复合材料在有限变形下的单轴拉伸进行数值模拟。预测了帘线在不同排列方向条件下的力学性能,为轮胎的力学分析打下了坚实的基础。
Based on the invariant theory of continuous medium mechanics by Spencer,a nonlinear hyperelastic constitutive model is developed for rubber-cord reinforced composite material.The strain energy function is additively decomposed into three parts nominally representing volumetric,isochoric and anisotropic parts with structure tensors for the two families of cords.Material parameters for the isochoric and anisotropic parts are obtained by matching uniaxial tensile testing data of pure rubber and along cord direction,respectively.A weak-form PDE designed for COSMOL is applied for the simulation of uniaxial tension of the rubber-cord composites under finite strain.The mechanical properties of the rubber-cord composites under various fiber orientations are then predicted.The model lays a solid foundation for the mechanics analysis of tire.