超弹性模型

超弹性材料模型可用于为类橡胶材料建模,其中的解会涉及大变形。假设材料为非线性弹性、同向性且不可压缩。

这种材料的有限元素公式由于材料的不可压缩性而具有计算困难。根据压缩性在应变能密度函数中的引入,可以使用一种惩罚方法将附加自由度组合到整体刚度矩阵中。引入惩罚函数后将应变能函数从不可压缩修改为接近不可压缩。

较高顺序的单元(高品量)比较低顺序的单元(草稿品质)提供较高的计算稳定性。

在为非线性算例定义 Mooney Rivlin 和 Ogden 超弹性模型时,有两个选项:

  • 直接在材料对话框的属性选项卡中定义常数。

  • 为程序提供测试数据以供其内部计算常数。

运行非线性分析所需的所有技术也适用于超弹性模型。载荷步长和网格大小需要仔细考虑。在某些情况下,尤其是当对于身边的问题没有经验时,建议采用试错法。

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