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Hyperelastic Ogden 模型

Ogden 應變能密度函式定義如下:

其中︰ λi 是主伸展率,αi、μi 是材質常數,而 N 是函式中的項數,此乃公認為描述橡膠類材質大幅變形的最佳函式。

Ogden 模型的公式中使用到的罰函數採取 Mooney Rivlin 模型中使用的形式。實際使用的應變能函數則是將 Ogden 函式加以修改後的表達式:

其中 J 是變形量與未變形量的比例,N 是函式中的項數,G(J) = J2-1,且

其中 ν 是 Poisson 比。

三項式 (經過修改的 Ogden) 模型的運用最為普遍。程式中最多可用到四項式模型 (N=4)。

除了上述的材料常數之外,也需要 Poisson 比。在多數狀況中,只要將 Poisson 比指定在 0.49 到 0.499 的範圍內,即可獲得理想的結果。此外,除非牽涉到大量的體積應變,否則增加 Poisson 比並不會對數值運算結果造成重大影響。

當 Poisson 比幾近於 0.5 時,會因為勁度矩陣中產生負對角項或缺乏收斂性,而導致求解終止。

Ogden 模型的材質屬性係透過材料對話方塊輸入。 必要項目包括:
  • 一次方到四次方的材質係數 (αi)
  • 第一到第四材質常數 (μi) (視常數數量而定)。
  • Poisson 比


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