聚氨酯密封胶条的材料常数是通过其橡胶原料的力学性能数据拟合获得。橡胶材料的力学性能因材料配方和生产工艺不同而不同,因此在进行聚氨酯密封胶条仿真设计前,必须对该种橡胶原料进行基础实验,实验数据越全面,在仿真设计时所能表现的橡胶材料越真实,而据此设计的胶条结构也越接近实际。
一般来讲,描述橡胶材料特性的基础实验有8种:单轴拉伸和压缩实验,双轴拉伸和压缩实验、平面拉伸和压缩(纯剪)实验以及测定体积变化的实验(拉或压),如图3所示。
模型的材料常数是根据材料的单轴拉伸、双轴试验、平面剪切试验、简单剪切试验、体积试验等5种实验数据拟合确定。而Mooney-Rivlin模型的材料常数常用非线性最小二乘法拟合单轴拉伸和平面剪切试验数据确定。
在实际运用过程中,实验数据的获得有一定的困难,多数情况下仅进行单轴拉伸(压缩)实验,这是聚氨酯密封胶条有限元分析获得材料数据最容易也是最常用的方法。
由于在设计前期,难以获得材料的实验数据,文献提供了橡胶Mooney-Rivlin模型材料常数的估算方法,即通过橡胶的硬度计算材料常数,见式(7):式中:HS为橡胶的硬度。只要确定Coo, Coy的比值就可以确定材料系数Coo, Co,值,这为设计初期有限元分析提供了方便。www.sdyuantai.net