新しい現象論的力学モデルによる応力-ひずみ曲線の解析
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概要
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一軸引張り試験で得られる応力-ひずみ曲線は、材料の最も重要な力学物性の一つである。しかし, 一般にその挙動は複雑で, 破断点まで実験値とよく一致するモデルはほとんどない1).ここで提案するモデルはゴム材料の応力-ひずみ曲線を破断点まで解析できる現象論的力学モデルである. このモデルの応力, すなわち試料にかかる力を初期断面積で割った応力は,f=K1(λ-1/λ2)[1-B{1exp(-λ-1/L1)}]+K2(λ-1)M exp{-λ-1/L2} となる. ここで, λは伸長比, K1, B, L1, K2, M, そしてL2はそれぞれパラメーターである. この式の第1項はゴム要素で, 第2項は配向要素である.このモデルの特徴は, 伸長時における材料の非定常な構造変化を各成分の有効断面積の変化として記述したことである. これにより, フィラーの体積分率が0〜0.36の系に対して破断点まで応力-ひずみ曲線のフィッティングが可能になった.
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