ABAQUS橡胶本构模型

Abaqus 软件具有非常强大橡胶本构模型的定义功能，不仅提供了很多现有的本构模型，还可以进行模型本构的自定义，并且具有橡胶材料评估的功能，从而保证了橡胶结构件的模拟精度。本文对几种定义方式进行介绍：

1.       ABAQUS中提供的超弹性材料的本构模型

• Mooney-Rivilin模型

• Neo-Hookean模型

• Yeoh模型

• Ogden模型

• Arruda-Boyce模型

• Van der Waals模型

ABAQUS提供的这几种橡胶超弹性材料本构模型可以准确的拟合材料应力-应变关系的变化。用户可以根据问题的具体要求，选择相应的本构模型来模拟材料的力学性质，力图用参数少，数学上处理简单的模型来得到相对精确的行为描述。

2.       用户自定义

ABAQUS支持用户自定义材料本构模型，*UMAT提供自定义材料本构模型的模版，方便用户自定义材料

当ABAQUS没有提供我们需要的材料模型时，用户可以使用ABAQUS的UMAT自定义材料本构。

*UMAT子程序具有强大的功能，使用UMAT可以定义材料的本构关系，使用ABAQUS材料库中没有包含的材料进行计算，扩充程序功能；UMAT几乎可以用于力学行为分析的任何分析过程，几乎可以把用户材料属性赋予ABAQUS中的任何单元。

3.       评估材料

当模拟超弹性材料时，你可能已经获得了ABAQUS定义超弹性材料的某个本构所需的参数；然而，更多的情况是为你提供了必要模拟的材料的试验数据。幸运的是，ABAQUS可以直接地接受试验数据，并通过拟合试验数据，确定所选本构模型中的系数，并对模型的稳定性进行检验，确定稳定收敛区间。这些过程在程序中可自动完成。ABAQUS能够拟合下面的试验数据：

• 单轴拉伸和压缩；

• 等双轴拉伸和压缩；

• 平面拉伸和压缩（纯剪）；

• 体积拉伸和压缩。

对于超弹性材料的试验数据须作为名义应力和名义应变的值提供给ABAQUS软件。

以材料Santoprene为例进行评估：

材料评估功能通过执行标准试验选择合适的材料模型, 检查超弹性材料的预测行为.

a.      Material→Evaluate→Santoprene.

b.      通常对试验数据进行评估

c.       可以全部取为默认值; Abaqus/CAE 创建并提交一个作业执行标准试验.

d.      Material Parametersand Stability Limit Information

从曲线上可以判断材料的稳定性，不存在负斜率，则材料稳定, 可以使用。

文章来源：有限元在线