聚合物在交通運輸行業的廣泛青睞，不論是作為結構部件或用于乘客和行人的安全。然而，在沖擊保護使用的聚合物和結構系統的數值模擬經驗是有限的，因為一般商用有限元軟件缺乏強大的材料模型。為了解決這個問題，我們已經制定了表征熱塑性材料的力學行為的新超彈粘塑性本構模型。1
正如任何新的材料模型，我們依靠實驗和明確材料的測試。目前，材料特性的最簡單的機械方法是靜態單向拉伸試驗。然而，測量的真實拉伸應力-應變在聚合物材料頸縮后（因為該過程前進絕熱）制成難以通過非均相增加局部應變率和溫度。出于這個原因，我們限制我們的測試，以光為基礎的系統。2-4我們簡單的逆建模方法使用的局部測量的應變率歷史和最大限度地減少相關的真應力-應變和體積應變響應兩個目標函數。主要實驗數據采用3D數字圖像相關（DIC）。
圖1。
修改博伊斯- Raghava本構模型與分子間和網絡的貢獻。ε：應變。F 一，F 乙：變形梯度。σ，σ 一，σ 乙： ??壓力。
我們提出的流變模型示于圖1。雖然不限于等溫的條件下，它涉及到聚合物的彈性行為的典型機制，包括圍繞骨干碳-碳鍵的相對旋轉和熵變由開卷分子鏈。此外，該模型考慮到與分子之間的相對運動相關聯的帳戶粘塑性流動。從歷史上看，這種模式的發展可以追溯到Haward和撒克里的工作，5所進一步發展博伊斯等人，6誰承擔的總應力是分子間和分子內的貢獻之和，記A部分和B部分，分別。流變模型的摩擦元件假設表單中的屈服準則，其中σ ?是在緊張的單軸屈服應力。等效應力
通過逆向建模的材料參數識別本質上依賴于一個非線性優化技術，在一定的目標函數最小化。8，9所選擇的目標函數是常用數值計算和實驗結果之間的殘留標準。建立一個目標的解決方案（即，一個實驗1）在很大程度上取決于材料和所使用的測量技術。三種類型的解決策略通常遇到的文獻：基于力-位移響應，基于應力-應變響應的本地方法，或基于全局和局部反應的混合方法一個全球性的辦法。第二個選項，特別是需要獲得的應力-應變歷史在試樣的一個或多個點的材料。這個信息是與DIC技術獲得，并且可以使用最小的計算資源來處理。
圖2。
當地的應對策略對物質識別的目的。ε（t）的地方：局部應變，作為時間的函數。L：初始有限元長度。U（T）：隨著時間的推移排量歷史。
識別過程的一個重要的要求是實驗數據的準確傳輸到有限元載荷條件。由于頸縮和應變率效應的確，（見圖2），全局和局部菌株可以大大不同。施加到有限元的位移必須按照遵循實驗局部應變和時間的歷史，其中L表示任意的初始有限元長度，ε（噸）本地是測量的局部應變和ü（噸）是所施加的位移的歷史。10
本構模型旨在確定一定數量的材料參數X 我發現在設計變量的定義，稱為響應面分析法優化技術可以用來解決這些值。它使用了真應力 - 應變曲線及體積應變響應為輸入到一個最小二乘殘差，其目的是最小化的實驗和數值響應之間的平方差之和的平方根。
下絕熱加熱在頸縮區的條件下，這里提出的方法可以被擴展以包括局部溫度歷史。11這些附加信息使得可靠的識別上構模型與溫度相關的參數。我們目前的工作是專門在部分至此結束。
馬里奧·波蘭科-洛里亞
SINTEF材料與化學
馬里奧·波蘭科-洛里亞是一名研究科學家專門研究構模型及其在損傷和材料斷口分析，包括金屬，陶瓷和巖土材料，塑料和復合材料。