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ANSYS Mooney-Rivlin超弹性材料模型介绍及其设置方法

2023年05月14日 CAE 阅读 2,189 views 次

1、Mooney-Rivlin模型介绍

Mooney-Rivlin是ANSYS中常用的超弹性材料模型,常用在橡胶等材料上,可用于壳单元、梁单元、实体单元和板单元。在ANSYS Mechanical APDL中的定义方式如下:

TB,HYPER,,, NPTS,MOONEY

其中NPTS 可选的值为2,3, 5和9,表示Mooney-Rivlin模型中的参数个数,默认为2。例如定义一个5参模型,则命令为:

TB,HYPER,1,,5,MOONEY

当NPTS = 2时,Mooney-Rivlin的两参数模型表达式为:

式中,W为应变能函数;c10 , c01为Rivlin系数,它们仅是试验数据的回归系数,没有具体的物理意义;I1、I2分别为第一和第二Green应变不变量;d为材料的不可压缩性参数。常数c10、c01和参数d通过命令TBDATA 的C1、C2和C3定义。

初始剪切模量μ和初始屈曲模量K由下式定义:

当NPTS = 3时,Mooney-Rivlin的三参数模型表达式为:

各参数含义同上,常数c10、c01、c11和参数d通过命令TBDATA 的C1、C2、C3和C4定义。

当NPTS = 5时,Mooney-Rivlin的五参数模型表达式为:

各参数含义同上,常数c10 , c01 , c20 , c11 , c02和参数d通过命令TBDATA 的C1、C2、C3、C4、C5和C6定义。

当NPTS = 9时,Mooney-Rivlin的九参数模型表达式为:

各参数含义同上,常数c10 , c01 , c20 , c11 , c02 , c30 , c21 , c12 , c03和参数d通过命令TBDATA 的C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9和C10定义。

两参数的Mooney-Rivlin模型适用于100%的拉伸应变和30%的压缩应变,更高阶的Mooney-Rivlin模型可以对更大的应变量提供更好的模拟。

2、ANSYS Mechanical APDL设置方法

APDL命令设置示例:

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