工程橡胶元件弹性特征参数的确定方法

刘 艳, 张济民, 罗雁云, 李秋彤

(1.同济大学 机械与能源工程学院， 上海 201804； 2.同济大学 铁道与城市轨道交通研究院， 上海 201804)



工程橡胶元件弹性特征参数的确定方法

刘 艳1,2, 张济民1,2, 罗雁云2, 李秋彤2

(1.同济大学 机械与能源工程学院， 上海 201804； 2.同济大学 铁道与城市轨道交通研究院， 上海 201804)

对橡胶材料进行大形变单轴拉伸、单轴压缩和平面拉伸试验，基于非线性弹性理论拟合得出超弹性模型参数，一方面通过数值计算完整定义材料的初始剪切模量、杨氏模量、体积压缩模量、表征压缩模量，另一方面通过仿真分析准确预测大形变范围的非线性特征以及弹性体压缩变形应力-应变关系对试件尺寸和试验边界条件的依赖性.而后，基于线弹性理论进行小形变单轴拉伸和压缩试验，并计算线性模量.分析结果表明，线性理论仅适用于拉伸和剪切小形变弹性体，而对于发生大形变或以压缩为主的复杂形变弹性体而言，大形变试验结合非线性理论和仿真分析是获取有效弹性特征参数的最佳手段.

工程橡胶； 剪切模量;杨氏模量； 体积压缩模量； 表征压缩模量； 有限元分析

橡胶材料作为最普遍的工程材料之一，具有高柔软度、高延展性及高回弹特性.对工程橡胶材料弹性特征的掌握控制是使其广泛应用于工程领域及振动控制领域的前提基础，通过试验结合数值理论确定其特征参数是指导橡胶类弹性体几何设计和优化的必要条件.弹性体各向……