Численное моделирование вязкоупругого поведения наполненных вулканизатов
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2014.7.2.12Ключевые слова:
вязкоупругость, конечные деформации, двухуровневая структурно-феноменологическая модель, эластомер, наполнитель, наполненные вулканизатыАннотация
В работе рассматривается численная реализация определяющих соотношений вязкоупругой модели сплошной среды. Модель описывает поведение наполненных вулканизатов в случае конечных деформаций. Используются аддитивное разложение тензора скоростей деформации, а также понятия макро- и структурного уровней деформирования. Гиперупругость связующего полимерного композита вводится соотношениями, построенными на базе обобщённой модели полимерной цепи в трубке. Реологические свойства представляются в виде дифференциальных соотношений. Опробованы различные виды слагаемого в потенциале свободной энергии, отвечающего за релаксационные свойства. Предложена зависимость коэффициента вязкого течения от параметров среды и внутренних тензорных переменных. Оценено соответствие результатов численного моделирования данным экспериментов на одноосное циклическое нагружение наполненных вулканизатов.
Скачивания
Библиографические ссылки
Bergström J.S., Boyce M.C. Constitutive modeling of the large strain time-dependent behavior of elastomers // J. Mech. Phys. Solids. - 1998. - Vol. 46, no. 5. - P. 931-954. DOI
2. Huber N., Tsakmakis C. Finite deformation viscoelasticity laws // Mech. Mater. - 2000. - Vol. 32, no. 1. - P. 1-18. DOI
3. Bonet J. Large strain viscoelastic constitutive models // Int. J. Solids Struct. - 2001. - Vol. 38, no. 17. - P. 2953-2968. DOI
4. Amin A.F.M.S., Lion A., Sekita S., Okui Y. Nonlinear dependence of viscosity in modeling the rate-dependent response of natural and high damping rubbers in compression and shear: Experimental identification and numerical verification // Int. J. Plasticity. - 2006. - Vol. 22, no. 9. - P. 1610-1657. DOI
5. Hoo Fatt M.S., Ouyang X. Three-dimensional constitutive equations for Styrene Butadiene Rubber at high strain rates // Mech. Mater. - 2008. - Vol. 40, no. 1-2. - P. 1-16. DOI
6. Laiarinandrasana L., Piques R., Robisson A. Visco-hyperelastic model with internal state variable coupled with discontinuous damage concept under total Lagrangian formulation // Int. J. Plasticity. - 2003. - Vol. 19, no. 7. - P. 977-1000. DOI
7. Haupt P., Sedlan K. Viscoplasticity of elastomeric materials: experimental facts and constitutive modelling // Arch. Appl. Mech. - 2001. - Vol. 71, no. 2-3. - P. 89-109. DOI
8. Palmov V.A. Comparison of different approaches in viscoelastoplasticity for large strains // ZAMM - J. Appl. Math. Mech. - 2000. - Vol. 80, no. 11-12. - P. 801-806. DOI
9. Свистков А.Л., Лауке Б. Дифференциальные определяющие уравнения несжимаемых сред при конечных деформациях // ПМТФ. - 2009. - Т. 50, № 3. - С. 158-170. DOI
10. Marvalova B. Viscoelastic properties of filled rubber. Experimental observations and material modelling // Eng. Mech. - 2007. - Vol. 14, no. 1-2. - P. 81-89.
11. Lion A. A constitutive model for carbon black filled rubber: Experimental investigations and mathematical representation // Continuum Mech. Therm. - 1996. - Vol. 8, no. 3. - P. 153-169. DOI
12. Miehe C., Keck J. Superimposed finite elastic-viscoelastic-plastoelastic stress response with damage in filled rubbery polymers. Experiments, modelling and algorithmic implementation // J. Mech. Phys. Solids. - 2000. - Vol. 48, no. 2. - P. 323-365. DOI
13. Kaliske M., Heinrich G. An extended tube-model for rubber elasticity: statistical-mechanical theory and finite element implementation // Rubber Chem. Technol. - 1999. - Vol. 72, no. 4. - P. 602-632. DOI
14. Svistkov A.L., Pelevin A.G., Shadrin V.V., Stöckelhuber K.W. Modelling of the mechanical properties of rubber compounds using a two-level structural-phenomenological model // Constitutive Models for Rubber VIII / Ed. by N. Gil-Negrete, A. Alonso. - Taylor & Francis Group, 2013. - P. 101-106.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2014 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
