計(jì)及時(shí)變演化特征的硅泡沫墊層非線性黏彈性模型研究

范志庚, 萬(wàn) 強(qiáng), 牛紅攀, 靳 凡

(中國(guó)工程物理研究院 總體工程研究所, 四川 綿陽(yáng) 621900)

0 引 言

多層預(yù)緊結(jié)構(gòu)是復(fù)雜裝備中常用的一類結(jié)構(gòu)形式,其采用軟墊層材料通過過盈預(yù)緊裝配的形式將眾多物理功能件進(jìn)行集成．其中,軟墊層材料力學(xué)性能的穩(wěn)定性通常是制約多層預(yù)緊結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)可靠性的敏感因素．

先進(jìn)發(fā)泡工藝制備的硅泡沫軟墊層是一種常備方案．為研究多層預(yù)緊結(jié)構(gòu)全生命周期力學(xué)狀態(tài)的演化/變化規(guī)律,眾多學(xué)者圍繞硅泡沫軟墊層的力學(xué)性能,如短時(shí)壓縮、長(zhǎng)時(shí)應(yīng)力松弛和老化等開展了大量的理論和實(shí)驗(yàn)工作．

Ogden等[1]提出了彈性可壓縮固體模型．文獻(xiàn)[2]從超彈性材料一般性建模方法,即將應(yīng)變能函數(shù)分為等容變形部分和體積變形部分,對(duì)常見的體積應(yīng)變能函數(shù)表達(dá)式進(jìn)行了概述．劉占芳等[3]考慮到單軸壓縮條件下孔隙率對(duì)硅橡膠泡沫應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的影響,提出了反映體積變形與孔隙度關(guān)系的體積應(yīng)變能密度函數(shù)．文獻(xiàn)[4]介紹了LOS Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LANL)建立的基于孔隙率、超彈性、各向同性的可壓縮泡沫模型(CHIPFoam),該模型具有簡(jiǎn)單的微觀力學(xué)基礎(chǔ),并證明了其擬合現(xiàn)有數(shù)據(jù)的能力．

在應(yīng)力松弛研究方面．文獻(xiàn)[5]對(duì)硅泡沫試樣進(jìn)行了不同溫度下的短時(shí)壓縮應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)、測(cè)試和實(shí)驗(yàn)后樣品的微觀形貌觀察,得到了試樣的載荷保持率/剩余應(yīng)力與初始應(yīng)力之比隨時(shí)間的變化曲線,研究了溫度對(duì)硅泡沫材料短時(shí)應(yīng)力松弛性能的……