超彈性材料參數(shù)的測定及在微管吸吮模型中的應(yīng)用.pdf

1、目前，常用于微管吸吮實(shí)驗(yàn)分析的力學(xué)模型主要有半無限體模型和球模型，為了驗(yàn)證李永勝等人推導(dǎo)的球模型的彈性近似解的合理性，本文選取110甲基乙烯基硅橡膠材料來對微管吸吮實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ凸竭M(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。材料選定后，首先將該材料制成圓柱體試件，應(yīng)用INSTRON5544材料拉伸試驗(yàn)機(jī)對圓柱體試件進(jìn)行了單軸壓縮的力學(xué)特性測試。然后將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入近似本構(gòu)關(guān)系表達(dá)式中，該近似本構(gòu)關(guān)系是本文根據(jù)已有的三種模型的應(yīng)變能密度函數(shù)，即Neo-Hookea模型、Mo

2、oney-Rivilin模型和Yeoh模型，采用泰勒級數(shù)展開的辦法求得。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與近似本構(gòu)關(guān)系，應(yīng)用origin軟件進(jìn)行非線性擬合處理，得到了分別用上述三種本構(gòu)模型描述該材料時(shí)的力學(xué)性能參數(shù)，擬合所求得名義應(yīng)力-應(yīng)變曲線與實(shí)驗(yàn)曲線吻合較好。
　　 為了驗(yàn)證材料參數(shù)的合理性，應(yīng)用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行了模擬分析。包括:用軸對稱單元建立模型，用擬合所得材料參數(shù)表示該超彈性材料的材料屬性，邊界條件與單軸壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)保持一致，最后

3、將模擬所得名義應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以驗(yàn)證Neo-Hookea模型、Mooney-Rivilin模型和Yeoh模型的材料參數(shù)的合理性。
　　 用該材料制作了不同直徑的實(shí)心小球試件，模擬微管吸吮實(shí)驗(yàn)過程，用外徑12mm、內(nèi)徑10mm的鋼管對小球試件進(jìn)行吸吮實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，用手動(dòng)試壓泵施加壓力，激光位移傳感器測量小球的吸入長度，并通過DHVTC振動(dòng)測試系統(tǒng)觀察并記錄施加不同壓力下的位移信號圖像。由于DHVTC振動(dòng)測試系統(tǒng)輸