Hiperinelasticidad: Un enfoque de modelado constitutivo basado en energía para la deformación inelástica grande isoterma de polímeros. Parte I

Se presenta en este trabajo la base de un nuevo concepto, denominado aquí como hiperinelasticidad, para modelar los comportamientos elásticos e inelásticos isoterma de los polímeros. Este concepto se basa en la premisa de que tanto los comportamientos elásticos como inelásticos de la muestra en el camino de carga primaria pueden ser caracterizados por una única ley constitutiva derivada de una energía de deformación W, similar a la hiperelasticidad, cuyos parámetros constitutivos determinan y capturan tanto los comportamientos elásticos como inelásticos sin necesidad de parámetros adicionales de flujo/rendimiento/daño. Este modelo hiperinelástico central captura los comportamientos elásticos e inelásticos en el camino de carga primaria. Luego se especializa aún más, al aumentar los parámetros constitutivos incrustados en el modelo central, para capturar la inelasticidad del comportamiento de descarga y los efectos de la tasa de deformación. Lo primero se logra ideando e incorporando una variable de inelasticidad discontinua en la función central, y lo segundo se consigue considerando que los parámetros del modelo central pueden evolucionar con, es decir, ser una función de, la tasa de deformación. Se presentarán ejemplos de la aplicación de los modelos hiperinelásticos central y aumentados a una amplia gama de conjuntos de datos experimentales existentes, que van desde espumas, polímeros vítreos y semicristalinos hasta hidrogeles y elastómeros de cristal líquido. Los modos de carga abarcan tanto deformaciones tensiles como compresivas. Con un conjunto reducido de parámetros del modelo (en comparación con los modelos existentes en la literatura), simplicidad de implementación (como esencialmente una extensión directa a la hiperelasticidad), y una precisión alentadora en los resultados del modelado, el concepto de hiperinelasticidad junto con el modelo hiperinelástico presentado se propone como un medio de modelado unificado para capturar los comportamientos elásticos e inelásticos de los polímeros.