摘要：

 黏胶的动态力学性能对终端产品可靠性的影响越来越重要.基于 Abaqus 的超弹性和

黏弹性的本构模型定义光学胶的动态力学参数，用

Abaqus/Explicit 对静态压缩和落球试验

进行仿真分析，通过与实际试验结果的对比验证仿真分析结果

.结果表明，在准静态到高应

变率的范围内，采用超弹性和黏弹性的本构模型可以准确描述光学胶的动态力学行为

. 

　　关键词：

 光学胶； 超弹性； 黏弹性； 动态力学行为； 本构模型； 静态压缩； 落球

试验

 

　　中图分类号：

 TQ433； TB115.1 文献标志码： B 

　　引言

 

　　随着消费电子产品功能的集成化、复杂化，大量的结构连接通过黏胶黏结实现

.在当前

最热的移动终端市场，智能手机、平板电脑等结构中均出现大量的黏胶

.黏胶材料的动态力

学行为对结构可靠性的影响也越来越大

.因此，在结构仿真中，黏胶材料动态力学行为定义

的准确性对结构仿真结果的影响变得越来越重要

. 

　　常见的黏胶为高分子材料，一方面高分子材料均具有非线性的弹性行为和大变形特性
——超弹性特性[1]；另一方面，高分子材料的力学行为均表现出显著的时间相关性，即率
相关性

[2].高分子材料力学行为的复杂性，导致当前还不存在一个物理意义明确，既可以描

述高分子材料超弹性，又可以准确描述率相关性的本构模型

.当前，对高分子材料超弹性的

描述应用比较广泛的是建立在唯象理论基础上的应变能密度函数模型

[3].对材料力学行为的

率相关性定义的方法通常有

2 种：（1）以不同应变率下的材料变形行为为基础，通过对不

同应变率的力学行为进行插值，获得材料的率相关特性

[4]；（2）以特定与时间无关力学

行为为基础，通过引入与时间相关的函数方法对基准力学行为进行与时间相关的缩放，从
而实现材料力学行为的率相关性描述

[5]. 

　　本文选择一种常见的光学胶为研究对象，基于

Abaqus 的超弹性和黏弹性材料模型，定

义光学胶的动态力学性能，通过静态压缩和动态落球测试的仿真与试验对比，基于

Abaqus

超弹性和黏弹性理论模型，对光学胶动态力学行为定义的有效性和准确性进行探讨

. 

　　

1 试验方法 

　　

1.1 静态压缩试验参数 

　　测试设备为岛津

AG50kNX 万能试验机，压缩速度为 0.1 mm/min，样品尺寸为 10 

mm×10 mm×1 mm. 
　　

1.2 动态落球测试参数 

　　动态落球测试在自制的落球测试系统内完成，动态落球测试系统示意见图

1. 

　　图

 1 动态落球测试系统示意 

　　落球测试系统为三明治结构

.光学胶由上、下 2 个垫块夹持，落球对上垫块施加一个冲

击载荷，光学胶作为载体，在下垫块处产生一个冲击力，通过力传感器采集该动态冲击力
信号

.落球高度不同，则施加在光学胶上的冲击压缩速度不同，从而在光学胶上产生不同冲

击压缩速率作用，实现光学胶在不同应变率下的变形工况

.本文中具体动态落球测试参数见

表

1.表 1 动态落球测试参数落球质量/g130 样品尺寸 20 mm×20 mm×1 mm 落球高度/mm5，

 

10， 15， 20 
　　

2 仿真建模 

　　

2.1 材料模型 

　　本文选用的材料模型为

Abaqus 提供的超弹性和黏弹性理论模型.超弹性参数描述材料

在静态变形过程中的非线性弹性行为；黏弹性参数的引入，起到随应变率缩放的效应，从
而实现材料力学性能与时间相关的率相关性

. 

　　

Abaqus 中对超弹性材料模型的定义存在多种应变能函数形式： MooneyRivlin，Odgen

和多项式等

.本文选择的模型为 Marlow 模型，直接采用测试数据定义即可.光学胶超弹性由