Численное моделирование вязкоупругого поведения наполненных вулканизатов
Автор: Солодько Владислав Николаевич, Свистков Александр Львович, Пелевин Александр Геннадьевич
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 2 т.7, 2014 года.
Бесплатный доступ
В работе рассматривается численная реализация определяющих соотношений вязкоупругой модели сплошной среды. Модель описывает поведение наполненных вулканизатов в случае конечных деформаций. Используются аддитивное разложение тензора скоростей деформации, а также понятия макро- и структурного уровней деформирования. Гиперупругость связующего полимерного композита вводится соотношениями, построенными на базе обобщённой модели полимерной цепи в трубке. Реологические свойства представляются в виде дифференциальных соотношений. Опробованы различные виды слагаемого в потенциале свободной энергии, отвечающего за релаксационные свойства. Предложена зависимость коэффициента вязкого течения от параметров среды и внутренних тензорных переменных. Оценено соответствие результатов численного моделирования данным экспериментов на одноосное циклическое нагружение наполненных вулканизатов.
Вязкоупругость, конечные деформации, двухуровневая структурно-феноменологическая модель, эластомер, наполнитель, наполненные вулканизаты
Короткий адрес: https://sciup.org/14320713
IDR: 14320713 | DOI: 10.7242/1999-6691/2014.7.2.12
Список литературы Численное моделирование вязкоупругого поведения наполненных вулканизатов
- Bergström J.S., Boyce M.C. Constitutive modeling of the large strain time-dependent behavior of elastomers//J. Mech. Phys. Solids. -1998. -Vol. 46, no. 5. -P. 931-954.
- Huber N., Tsakmakis C. Finite deformation viscoelasticity laws//Mech. Mater. -2000. -Vol. 32, no. 1. -P. 1-18.
- Bonet J. Large strain viscoelastic constitutive models//Int. J. Solids Struct. -2001. -Vol. 38, no. 17. -P. 2953-2968.
- Amin A.F.M.S., Lion A., Sekita S., Okui Y. Nonlinear dependence of viscosity in modeling the rate-dependent response of natural and high damping rubbers in compression and shear: Experimental identification and numerical verification//Int. J. Plasticity. -2006. -Vol. 22, no. 9. -P. 1610-1657.
- Hoo Fatt M.S., Ouyang X. Three-dimensional constitutive equations for Styrene Butadiene Rubber at high strain rates//Mech. Mater. -2008. -Vol. 40, no. 1-2. -P. 1-16.
- Laiarinandrasana L., Piques R., Robisson A. Visco-hyperelastic model with internal state variable coupled with discontinuous damage concept under total Lagrangian formulation//Int. J. Plasticity. -2003. -Vol. 19, no. 7. -P. 977-1000.
- Haupt P., Sedlan K. Viscoplasticity of elastomeric materials: experimental facts and constitutive modelling//Arch. Appl. Mech. -2001. -Vol. 71, no. 2-3. -P. 89-109.
- Palmov V.A. Comparison of different approaches in viscoelastoplasticity for large strains//ZAMM -J. Appl. Math. Mech. -2000. -Vol. 80, no. 11-12. -P. 801-806.
- Свистков А.Л., Лауке Б. Дифференциальные определяющие уравнения несжимаемых сред при конечных деформациях//ПМТФ. -2009. -Т. 50, № 3. -С. 158-170.
- Marvalova B. Viscoelastic properties of filled rubber. Experimental observations and material modelling//Eng. Mech. -2007. -Vol. 14, no. 1-2. -P. 81-89.
- Lion A. A constitutive model for carbon black filled rubber: Experimental investigations and mathematical representation//Continuum Mech. Therm. -1996. -Vol. 8, no. 3. -P. 153-169.
- Miehe C., Keck J. Superimposed finite elastic-viscoelastic-plastoelastic stress response with damage in filled rubbery polymers. Experiments, modelling and algorithmic implementation//J. Mech. Phys. Solids. -2000. -Vol. 48, no. 2. -P. 323-365.
- Kaliske M., Heinrich G. An extended tube-model for rubber elasticity: statistical-mechanical theory and finite element implementation//Rubber Chem. Technol. -1999. -Vol. 72, no. 4. -P. 602-632.
- Svistkov A.L., Pelevin A.G., Shadrin V.V., Stöckelhuber K.W. Modelling of the mechanical properties of rubber compounds using a two-level structural-phenomenological model//Constitutive Models for Rubber VIII/Ed. by N. Gil-Negrete, A. Alonso. -Taylor & Francis Group, 2013. -P. 101-106.
