减振橡胶材料本构模型及其应用研究进展

摘要

橡胶材料具备优异的减振、隔声和缓冲功能，以橡胶和金属为原材料设计制造的减振器广泛应用于航空、航天、兵器和船舶等领域。然而，由于采用实验指导设计的方式具有高昂的成本，因此引入有限元仿真以更好地服务于橡胶减振器的设计与优化，显著降低成本。橡胶材料具有高度非线性的特征，建立合适的本构模型来描述橡胶材料的力学特性是有限元分析的重点及难点问题。本文总结了减振用橡胶材料的超弹性和黏弹性的经典本构模型，并结合橡胶材料本身的发展所产生的变化，分析评述其适用性及合理性。通过有限元对橡胶减振器动静刚度、谐振和冲击等问题的分析实例，展示不同本构模型在有限元分析中的应用及计算的准确性。最后指出橡胶材料本构模型的创新和有限元建模的发展方向，如通过对有限元软件的二次开发实现新型本构模型的仿真应用，考虑环境因素和工程实际对本构模型与有限元理论进行创新，探究材料配方和本构模型之间的内在联系等。

关键词

橡胶减振器 / 本构模型 / 超弹性 / 黏弹性 / 有限元