Simulación numérica de elastómeros multi-fase en estiramientos principales

Abstract

En este trabajo se propone un modelo hiperelástico generalizado para el análisis de elastómeros multi-fase. El modelo se desarrolla en grandes deformaciones en función de los estiramientos principales. Debido a la cuasi-incompresibilidad de los elastómeros, se supone un comportamiento diferente para las partes volumétrica y desviadora de la deformación. Se utiliza teoría de mezclas para incorporar las expresiones constitutivas básicas propuestas para cada material, viscoelasticidad para el caucho y elastoplasticidad para las partículas agregadas, en una formulación de sólido compuesto. La resolución numérica del modelo se implementa en una formulación lagrangeana total con elementos de presión constante. Mediante condensación estática se elimina el grado de libertad de presión del elemento. La contribución del modelo propuesto es su capacidad para capturar el comportamiento elástico fuertemente no lineal con deformaciones extremas de los cauchos naturales y de alto amortiguamiento y sus características disipativas. El comportamiento de la formulación propuesta y su aplicación numérica se ilustra por medio de resultados numéricos y su comparación con resultados experimentales.