橡胶类材料由于其特有的可恢复弹性大变形等特征,在工业生产和日常生活中被广泛的应用,其大变形弹性行为,即应力-应变关系的准确表征对相关工程设计具有重要的意义。依据热力学原理,弹性体的应力-应变关系由超弹性势决定,由于变形很大以及应变刚化效应,决定橡胶类材料的多轴超弹性势不仅需要处理强非线性,且需处理在应变刚化时应力急剧增长问题。本文在课题组已有研究的基础上,针对各向同性、不可压缩超弹性类橡胶材料,发展了构造大变形超弹性材料本构模型的直接显式新方法。该方法从单轴应力-应变关系直接得到多轴弹性势,所得结果避免了现有各方法决定待定参数组的复杂数值计算,且所得弹性势满足以下三点要求:1)能够准确描述应变刚性化效应,即趋于极限应变时应力急剧无限制增长;2)趋于应变极限时,弹性体内所储存的应变能无限制增长但总是有界的;3)从应变逐渐增大,大于应变极限到材料失效的整个过程中,应力总是有界的,且材料最终失效时,应力为零。本文第一次提出模拟橡胶材料的应变刚性化效应且直至失效的弹性本构模型。特别需要指出的是,所建议弹性势首次给出直至失效破坏的全变形范围直接模拟。结果表明,本文基于单轴数据所建立的弹性势能够满足前述三方面要求,且准确拟合所有基准实验数据,包括单轴拉伸数据,平面应变拉伸(剪切)数据以及等双轴和一般双轴拉伸数据等。