材料测试和表征

　　橡胶材料的载荷-挠度行为明显是非线性的。

　　可恢复应变可高达400%,因此必须使用大挠度理论。

　　应力应变特性高度依赖于温度，速率效应显著。

　　橡胶材料几乎不可压缩。

　　粘弹性效应是显著的

　　对特殊弹性体特性建模的能力要求使用复杂的材料模型和非线性有限元分析工具，这些工具在范围和理论上不同于用于金属分析的工具。弹性体和橡胶也需要更好的分析方法，因为弹性体通常位于由金属-橡胶粘合部件组成的系统中，导致接触冲击和复杂的边界条件。这些条件的存在要求明智地使用可用的元素技术和解决方案技术。不能将失效理论应用于金属增加了弹性体零件失效和寿命预测的复杂性。当今可用的先进材料模型将材料定义为超弹性和完全各向同性。应变能密度函数用于描述材料的行为。

　　有限元分析支持测试

　　大多数商用有限元分析软件包使用曲线拟合程序来生成选定材料模型的材料常数。曲线拟合程序的输入是来自以下物理测试的应力应变或应力拉伸数据:

　　单轴拉伸试验

　　单轴压缩试验

　　平面剪切试验

　　等双轴拉伸试验

　　体积压缩试验

　　至少需要一个测试数据，但是测试数据量越大，材料常数和最终模拟的质量越好。应对弹性体零件在其使用寿命期间可能经历的变形模式进行测试。为了确保准静态过程，物理测试以0.2英寸/分钟或0.084毫米/秒的速度进行。该材料也可以在测试前在液体中或高温下老化，因此可以结合使用条件来产生该材料

　　常数和随后的有限元分析。

　　应变能密度函数和材料模型

　　在弹性材料的有限元分析中，材料的特征在于使用不同形式的应变能密度函数。固体的应变能密度可以定义为单位体积使材料从无应力参考或原始状态变形到最终状态所做的功。应变能密度函数是用统计力学和连续力学推导出来的，包括不变量和基于拉伸的方法。

　　曲线拟合

　　有限元分析支持试验的应力应变数据用于使用曲线拟合程序生成材料常数。常数是通过比较从材料模型获得的应力应变结果和从实验测试获得的应力应变数据获得的。采用最小二乘拟合的迭代方法获得常数，减小了预测值与实验值之间的相对误差。线性最小二乘拟合方法用于系数线性的材料模型，例如新胡克、穆尼-里夫林、杨等

　　检验和确认

　　在橡胶构件的有限元分析中，有必要通过分析进行检查和验证步骤。材料模型和几何形状的验证可以分步骤进行，

　　最初，可以进行单元素测试来研究所选材料模型的适用性。

　　可以进行拉伸或压缩支撑试验的FE分析来研究材料特性。

　　Based根据来自前两个步骤的反馈，可以通过在任何合适的测试机上对实际部件应用主变形模式并通过计算验证结果来执行FEA模型的验证。