基于Mooney⁃Rivlin模型的橡胶件刚度与硬度关联性研究

摘要

为减少橡胶件硬度与刚度匹配过程中的重复试制、原材料浪费问题,开展橡胶件刚度与硬度关联性分析。以矩形橡胶弹垫为研究对象,基于单轴压缩及拉伸试验,计算确定Mooney⁃Rivlin模型理论参数,以最小二乘法对理论参数进行验证。利用Abaqus进行橡胶刚度仿真计算,结果表明矩形橡胶弹垫刚度随变形增加而产生非线性增加。基于橡胶硬度实验数据,构建硬度与Mooney⁃Rivlin模型参数的指数型二次非线性函数,得到胶料硬度与材料参数数值大小呈正相关的结论。将弹性模量与硬度的关系转换成弹性模量与材料参数C2、C1的关系,并通过仿真分析得到橡胶材料的刚度位移曲线,从而找到橡胶材料参数与刚度之间关系。最终,以Mooney⁃Rivlin模型参数为桥梁,得到橡胶件刚度与硬度之间的关联性结论。