聚氨酯弹性体的非线性粘弹本构模型构建与验证

本文主要探讨了聚氨酯弹性体材料在压缩变形过程中的动态和静态行为，即瞬态响应和平衡响应。作者首先通过研究不同压缩应变率下的响应特性，确定了材料在快速和慢速变形下的特性差异，从而揭示了材料的瞬态模量和平衡模量之间的关系。他们发现，这两种模量随压缩应变的变化趋势相似，可以通过最小二乘法来量化它们之间的差异。 文中采用了五项Mooney-Rivlin应变能函数，这是一种非线性超弹模型，用于模拟材料在快速变形下的行为。同时，还利用Prony级数表示的松弛函数构建了一个线性粘弹模型，这种模型考虑了材料在长期或静态条件下的粘滞性。通过多步松弛试验，研究人员能够准确测量材料的松弛强度和松弛时间，这是衡量材料在加载和卸载过程中能量耗散的重要参数。 结合非线性超弹模型和线性粘弹模型，文章提出了一种新的聚氨酯弹性体的非线性粘弹本构模型。这个模型综合了材料在不同加载速率下的特性，对于理解和预测聚氨酯弹性体在压缩时的实际力学行为非常关键。作者通过对比所建立模型的数值解与实验数据，验证了新模型的有效性，表明它能准确描述聚氨酯弹性体材料的力学特性，这对于减振器的设计和性能评估具有实际价值。 这篇论文提供了聚氨酯弹性体材料在压缩变形过程中的复杂力学行为的深入理解，为材料的工程应用提供了重要的理论支持。通过非线性超弹和粘弹本构模型的结合，研究人员得以揭示材料的动态与静态响应之间的内在联系，并为后续的性能优化和性能预测奠定了基础。