金属橡胶具备良好的弹性、阻尼特性以及耐高低温、耐腐蚀等优异的机械性能,已经在航空、航海等尖端军事领域被广泛应用。现有的有限元分析软件ANSYS、ABAQUS等多采用非线性材料来等效模拟金属橡胶,并没有从金属橡胶的细观结构理论分析出发,分析金属橡胶的受力变形情况,所以,在仿真中存在参数意义不明确,对实验数据依赖性较强,普适性较差等问题。本文以环形金属橡胶试件为研究对象,提出了简支梁金属橡胶本构模型,在此基础上,应用有限元分析软件ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT对金属橡胶材料进行二次开发自定义,为金属橡胶的有限元分析及应用推广提供了重要参考。通过分析金属橡胶内金属丝的弹性作用模型及丝与丝之间的摩擦耗能原理,对金属橡胶的受力变形情况进行研究。分析螺旋卷与多段小曲梁的几何数量关系和作用特点,以及金属橡胶网块微单元体中,螺旋卷的串并联组合作用关系,对金属橡胶本构关系进行分析,提出了简支梁金属橡胶本构模型,从细观角度解释了金属橡胶受载压缩时,内部曲梁间的相互作用机理,同时也解释了金属橡胶非线性力学特征的形成机理。然后,以不同相对密度下的试件进行模型验证,与悬臂梁本构模型,多孔本构模型做误差对比分析,结果表明:与悬臂梁模型、多孔模型相比,简支梁金属橡胶本构模型与实验数据拟合的误差更小,可以更好的反应金属橡胶的准静态压缩力学性能,也可以更好地反映丝材、丝径、螺旋卷直径、相对密度等工艺参数对金属橡胶的非线性力学性能的影响规律,为金属橡胶的有限元仿真分析及工程应用推广提供理论依据。针对金属橡胶有限元仿真分析存在的问题,在已建立简支梁金属橡胶本构关系的基础上,利用ABAQUS提供的子程序UMAT对金属橡胶材料进行了二次开发定义。首先,根据金属橡胶网块的准静态压缩实验结果,运用最小二乘法求解金属橡胶的本构方程比例系数。其次,计算金属橡胶材料的拉梅常数,分析增量形式的本构方程,推导金属橡胶材料的一致性切线模量。然后,内联ABAQUS2016、INF2013及VS2013,搭建用户材料子程序UMAT的运行环境,在VS2013中运用Fortran语言编写用户材料自定义程序UMAT文件。最后,采用相对密度为0.20、0.30的金属橡胶网块进行准静态压缩仿真及实验验证,结果表明:⑴有限元仿真模拟结果与实验数据吻合度较好,说明金属橡胶有限元仿真二次开发具有较高的准确性和合理性,可以为金属橡胶的仿真模拟提供较大的参考价值。⑵该研究成果可利用小尺寸的金属橡胶网块确定本构方程比例系数,对大尺寸的金属橡胶网块进行有限元仿真模拟,同时,也可进一步用于金属橡胶减振器的应力应变仿真计算、强度分析和安全评价,降低减振器设计成本。