定义超弹性材料连续体

使用超弹性材料的 Neo-Hookean 模型给橡胶隔膜建模。此模型需要体积模量和 c 10 系数作为输入。

材料的体积模量 k b 用于衡量材料的抗压能力，可以由杨氏模量和泊松比推导出来（请参见Eqn. (4615)）。 c 10 系数被定义为剪切应力与剪切应变之比，或等效于剪切模量的比例（请参见Eqn. (4649)。

在模拟中，可以使用表达式报告来计算 k b 和 c 10 ：
  1. 右键单击报告节点，然后选择新建 > 用户 > 表达式。
  2. 将表达式 1 节点重命名为 Rubber_BulkModulus_Computed。
  3. 选择报告 > Rubber_BulkModulus_Computed 节点，然后设置以下属性：
    属性 设置
    量纲 压力
    单位 GPa
    定义 ${Rubber_YoungsModulus_InputReport}/(3*(1-2*${Rubber_PoissonsRatio_InputReport}))
  4. 重复步骤 1 和 2，但将表达式 1 节点重命名为 Rubber_c10_Computed。
  5. 选择报告 > Rubber_c10_Computed 节点，然后设置以下属性：
    属性 设置
    量纲 压力
    单位 GPa
    定义 ${Rubber_YoungsModulus_InputReport}/(4*(1+${Rubber_PoissonsRatio_InputReport}))
    注单位定义只影响输出窗口中的报告输出，而不影响输入定义的解释。例如，定义为 <10MPa> 的 Pa 单位的输出为 1.0e7 Pa。而定义为 10 的 MPa 单位的输出为 10e-5 MPa。
在 Simcenter STAR-CCM+ 中对超弹性材料行为建模需要将非线性几何模型与相应的材料定律结合使用。定义超弹性固体材料：
  1. 创建物理连续体。
  2. 将连续体 > Physics 1 节点重命名为结构。
  3. 对于结构物理连续体，按顺序选择以下模型：

    组合框

    模型
    空间 三维
    材料 固体
    时间 隐式非稳态
    可选模型

    固体应力

    材料定律模型（自动选定）

    非线性几何

    单元增强功能

    增强型固体单元 - 几乎不可压缩材料
  4. 要在结构模型选择对话框中定义材料定律：
    1. 将结构 > 材料定律模型 > 材料定律节点展开至可选模型组合框左侧。
    2. 右键单击默认材料定律节点，然后将其重命名为超弹性。
    3. 对于超弹性节点，选择以下模型：
      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）（自动选定）
      超弹性材料模型 Neo-Hookean
    4. 单击关闭。
  5. 指定固体材料，然后定义其属性：
    1. 右键单击结构 > 模型 > 固体 > Al 节点并选择替换为...。
    2. 在替换材料对话框中，选择橡胶 (Arlon Thermabond 99180T010)，然后单击确定。
  6. 编辑橡胶 > 材料属性节点。
  7. 选择体积模量 > 常数节点，然后将值设为 ${Rubber_BulkModulus_ComputedReport}。
  8. 选择 Neo-Hookean 材料参数 > Neo-Hookean 参数 > c10 > 常数节点，然后将值设为 ${Rubber_c10_ComputedReport}。
为固体区域分配结构物理连续体：
  1. 选择区域 > 结构节点，然后将物理连续体设为结构。
  2. 保存模拟。