摘要: 基于rebar单元技术和光滑有限元法（Smoothed Finite Element Method, S-FEM），建立了一种用于纤维增强橡胶复合材料三维动力学仿真的非线性数值模型。该模型考虑了复合材料的各向异性、橡胶材料的非线性和不可压缩性、大变形导致的几何非线性等，将模拟任意方向纤维或纤维层的rebar单元叠加到基体单元中，构造了模拟纤维增强橡胶复合材料的叠加单元。橡胶（实体单元）采用不可压缩的Mooney-Rivlin材料模型，纤维（rebar单元）采用可压缩的Neo-Hookean材料模型。分别采用基于边界的光滑有限元法（Edge-based Smoothed FEM, ES-FEM）和基于节点的光滑有限元法（Node-based Smoothed FEM, NS-FEM）处理复合材料变形偏量部分和变形球量部分，建立了基于rebar单元的可选择光滑有限元（Selective S-FEM）模型。该模型不增加单元额外的自由度，只需最少的单元离散，即可有效地模拟纤维增强橡胶复合材料大变形问题；克服了传统有限元法在该类问题中存在的单元畸变、体积锁定等缺陷，提高了不规则单元的求解精度。

关键词: 光滑有限元法; rebar单元; 纤维增强橡胶复合材料; 大变形