超弹性

为等参实体单元定义在橡胶类材料（弹性体）完全非线性（即大应变和大旋转）超弹性分析中所用的材料属性。

• 广义 Mooney-Rivlin 应变能量可表示为：

  

  其中， 和 分别是第一个和第二个扭曲应变不变量；J = det F 是变形梯度定数；在小应变时，2D1 = K 和 2(A10 + A01) = G（K 为体积模量）。NA = 1 时，模型简化为 Mooney-Rivlin 材料；NA = 1 且 A01 = 0.0 时，模型简化为 Neo-Hookean 材料。对于 Neo-Hookean 或 Mooney-Rivlin 材料，不需要连续条目。 为当前温度， 为初始温度。

• 广义 Ogden 应变能量可表示为：

  

  其中，、 和 是主拉伸量；J = det F 是变形梯度定数；在小应变时，2D1 = K（K 为体积模量）。 为当前温度， 为初始温度。

  D1 的默认值为 。D2 到 D4 的默认值为零。

• 超弹性材料呈现完全不可压缩性或几乎不可压缩性。目前无法使用完全不可压缩性，但可使用大的 D1 值来模拟几乎不可压缩性。

从“类型”下拉列表中选择“超弹性”后，以下材料区域将变为可用：“超弹性”和“试验数据曲线”。

• 超弹性

  

  

  

  

  

  • 对于“子类型”，可以从“Neo-Hookean”、“Mooney-Rivlin”、“Ogden”、“Yeoh”和“多项式”中选择，如上图所示。每种类型都有一组可定义的特定材料常数。
  • 质量密度 RHO 用于自动计算所有结构单元的质量。
  • 要获得阻尼系数 GE，请将临界阻尼比 C/C0 乘以 2.0。如果没有为材料结构阻尼定义主频率（请参见“阻尼”部分），瞬态响应分析中将忽略 GE。
  • 在线性求解中，仅在计算热载荷时使用 TREF 作为参考温度。如果指定了初始温度载荷，则忽略 TREF。
  • 可以定义热膨胀系数、质量密度、材料阻尼系数和材料参考材料。
• 试验数据曲线
  • 可通过对实验数据进行最小二乘法拟合来获得 Aij 和 Di。可使用四个实验（简单拉伸压缩、等比双轴张力、简单剪切、纯剪切、纯体积压缩）中的一个或多个获得 Aij。Di 可以从纯体积压缩数据 (TABD) 获得。如果 TAB1 到 TAB4 都为空，用户必须指定 Aij。通过任一表指定的参数估算值将替代手动输入的参数值。
  • 如果 ND = 1 且提供的或从纯体积压缩中的实验数据获取的 D1 为非零的值，在简单拉伸/压缩、等比双轴张力和一般双轴变形的情况下，材料常数 Aij 的参数估算会将压缩性考虑在内。否则，将在材料常数估算中假定完全不可压缩性。

    

    • “表”图标：允许定义从物理测试中获得的试验数据曲线。可以定义“简单拉伸/压缩”、“等比双轴张力”、“简单剪切”、“纯剪切”和“纯体积压缩”对应的表。
    • 简单拉伸/压缩：用于估算材料常数 Aij 的数据。表中 xi 的值必须是拉伸比 ，yi 的值必须是工程应力 的值。应力为负值时表示压缩，应力为正值时表示拉伸。如果不遵循此约定，求解可能会收敛失败。
    • 等比双轴张力：用于估算材料常数 Aij 的数据。表中 xi 的值必须是拉伸比 。yi 的值必须是工程应力 的值。 为当前长度，F 为当前力， 为初始长度， 为横截面面积。在球形薄膜压力的情况下，工程应力由 给出，其中，P 是压力的当前值， 和 分别是初始半径和厚度。
    • 简单剪切：用于估算材料常数 Aij 的数据。表中 xi 的值必须是剪切切线 的值，yi 的值必须是工程应力 的值。
    • 纯剪切：用于估算材料常数 Aij 的数据。表中 xi 和 yi 的值必须分别是拉伸比 和标称应力 。 为当前长度，F 为当前力， 和 分别为方向 1 上的初始长度和横截面面积。
    • 纯体积压缩：用于估算材料常数 Di 的数据。表中的 xi 值必须是体积比 （其中 为所有三个方向上的拉伸比）的值；yi 的值必须是压力值（假定正值为压缩）。