Implementação numérica de um modelo constitutivo hiperelástico

Abstract

Neste trabalho é realizada a implementação numérica do modelo de Hoss-Marczak modificado para materiais hiperelásticos isotrópicos no software comercial Abaqus. O modelo constitutivo foi implementado através da sub-rotina UHYPER. Foi realizado um ensaio experimental de tração uniaxial de um corpo de prova de borracha nitrílica e o ajuste de curvas do resultado para obter as constantes relativas ao material. Foram realizadas predições teóricas para modelos de deformação biaxial e cisalhamento puro indicados pela literatura. Os resultados obtidos foram comparados com simulações numéricas realizadas com a sub-rotina implementada para verificar sua acuracidade. Também foi realizado um benchmark afim de validar o modelo implementado para casos de deformação e condições de contorno complexas. Os resultados obtidos mostram que o modelo é capaz de representar o comportamento de materiais hiperelásticos.

In this paper the numerical implementation of the modified Hoss-Marczak model for isotropic hyperelastic materials is performed in the Abaqus software. The constitutive model was implemented through the subroutine UHYPER. An uniaxial tensile test was performed with a nitrile rubber test specimen and the results used to get the material’s constants. Theoretical predictions were made for the biaxial tensile and pure shear tests pointed by the literature. The results obtained were compared with numerical simulations realized using the implemented subroutine to verify its accuracy. Also, a benchmark test was performed to evaluate the implemented model capabilities in cases with complex deformations and boundary conditions. The results show that the model is able to replicate the hyperelastic materials behavior.