定义超弹性材料

超弹性材料在负载作用下可能会发生较大弹性变形，并在负载移除时恢复到原始形状。通常，可以将超弹性模型用于弹性体（例如橡胶）和其他具有类似属性的材料。

超弹性材料具有非线性应力应变关系。对于不同的变形（压缩、拉伸和剪切）模式，这种关系明显不同。因此，通常需要包含所有变形模式的材料测试数据。

Simcenter STAR-CCM+ 提供了标准 Neo-Hookean、Mooney-Rivlin 和 Ogden 模型。这些模型提供使用相应系数拟合至材料测试数据的应力应变曲线。要计算系数，您可以使用 Simcenter STAR-CCM+ 中提供的材料校准曲线拟合工具。

所有模型均可基于应变能势能设定（请参见超弹性材料）。

在 Material Law 1 Model Selection(材料定律 1 模型选择) 对话框中，激活以下模型：


组合框	模型
材料刚度模型	超弹性
材料应变测量	格林-拉格朗日（大应变）
超弹性材料模型	根据可用材料测试数据选择模型：如果具有材料的特定测试数据，激活 Mooney Rivlin 或 Ogden 模型。通常，Ogden 模型适用于应变级别较高的材料。如果没有材料的特定测试数据且应变低于 20%，则激活 Neo-Hookean 模型。有关模型公式的更多信息，请参见超弹性材料。
可选模型	要计算 Simcenter STAR-CCM+ 中选定超弹性模型的系数，激活材料校准模型。此模型是可选的。

Mooney Rivlin 和 Ogden 模型可提供不同级别的精度，用于选择拟合曲线中包括的项数（请参见 Eqn. (4650) 和 Eqn. (4654)）。根据实验测量应力应变曲线选择精度级别。项数应随实验应力应变曲线中的喷射点数量的增加而增加。

要指定项数：
- 如果已激活 Mooney Rivlin 模型，则选择 [材料定律] > 模型 > Mooney Rivlin 节点，并根据需要将模型类型设为 2-term、5-term 或 9-term。
  有关这些模型的更多信息，请参见 Mooney-Rivlin 模型。
- 如果已激活 Ogden 模型，则选择 [材料定律] > 模型 > Ogden 节点，然后将模型阶数设为所需的项数。可以指定 1 和 6 之间的数字。
  有关这些模型的更多信息，请参见 Ogden 模型。

对于 Neo-Hookean 模型，可以使用 Neo-Hookean 参数（即 Eqn. (4648) 和 Eqn. (4649) 中的体积模量和系数 c10）或杨氏模量和泊松比来定义材料属性。要选择用于定义材料属性的方法：

对于模拟中的每个超弹性材料：

展开材料属性节点。
基于指定的模型，Simcenter STAR-CCM+ 会将相关材料属性添加到材料属性节点下方。
指定材料密度。
指定剩余属性，这些属性定义选定超弹性模型的参数。例如，两项 Mooney Rivlin 方法需要指定两个拟合系数和材料的体积模量。要定义这些属性，可以使用以下某种方法：
- 通过在相关材料属性节点上设置相应值来手动定义材料属性。材料定律模型参考：材料属性部分中列出了每个超弹性模型的可用属性。
- 使用材料校准曲线拟合工具计算 Simcenter STAR-CCM+ 中材料属性的值。此方法需要已知变形模式（单轴、双轴，剪切和体积模式）的应力应变实验测量值。下面提供了曲线拟合工具的使用说明。
如果使用常数值或依赖于其他物理量（如温度）的场函数来定义 Neo-Hookean 材料属性，则确保：
- 杨氏模量、体积模量和 Neo-Hookean 材料参数 (c10) 为正 (> 0)。
- 泊松比在 -1 和 0.5 之间。
如果 Neo-Hookean 材料属性无效，模拟将停止。

要使用曲线拟合工具计算超弹性模型参数：

在相关物理连续体中：

选择输入 > [输入表 1] 节点，然后设置下列属性：