一种基于插值的简便方法用于构建各向同性超弹性材料的精确唯象本构关系
软凝聚态物质
2021-06-29 v1
摘要
橡胶和水凝胶等软材料因其优异的超弹性行为而在工业中广泛应用。软材料有各类本构模型，其中唯象模型在有限元方法(FEM)仿真中非常流行。然而，构建一个能精确预测软材料复杂行为的模型并非易事。本文提出，应变能函数应表示为有序主拉伸的函数，其表达式更灵活，并能够匹配多种实验曲线。此外，可行区域较小，且单轴拉伸/压缩和静水压力测试等简单实验位于其边界上。因此，可通过实验曲线的插值轻松构建应变能函数，这不像大多数现有唯象模型那样需要对应变能函数形式进行初始猜测。所提出的应变能函数与用于插值的可用实验曲线完全一致。研究发现，对于不可压缩材料，由两条实验曲线插值得到的函数已能较合理地预测其他实验曲线。为进一步提高精度，可在插值中使用额外的实验。
引用
@article{arxiv.2106.14778,
title = {A simple interpolation-based approach towards the development of an accurate phenomenological constitutive relation for isotropic hyperelastic materials},
author = {Shun Meng and Haroon Imtiaz and Bin Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.14778},
year = {2021}
}