橡胶材料在汽车上的应用非常广泛,一部普通汽车上,橡胶件就多达100多种,如轮胎、衬套、减振器、发动机悬置等等。这些橡胶构件的粘弹性力学行为对汽车的操纵稳定性、安全性、振动与噪声都有着至关重要的影响。高弹性大变形是橡胶材料常有的变形模式,对于橡胶材料粘弹性力学特性的建模是重点也是难点,本论文针对橡胶材料的粘弹性本构模型及其应用开展了一些探索工作,主要内容包括以下几个方面:首先,对橡胶材料相关实验进行了分析研究,搭建橡胶材料单轴拉伸试验台、平行盘式材料实验台。从准静态单轴拉伸实验数据、定速率循环加载单轴压缩实验数据、应力松弛实验数据、DMA扫频实验数据分析了橡胶材料超弹性及粘弹性力学行为。其次,对现有的整数阶和分数阶粘弹性本构模型进行了系统的对比分析,详细推导各项指标表达式,运用实验数据对模型参数进行了辨识,对比分析各模型应用精度。此外,重点介绍了修正的分数阶Zener粘弹性本构模型,推导其广义形式表达式和数值求解方程,并运用实验数据辨识模型参数,结果表明修正的分数阶Zener粘弹性本构模型具有更高的精度。最后,对橡胶材料的有限元建模过程进行了分析探讨,建立超弹性本构模型及Prony级数形式的粘弹性本构模型,并用ABAQUS有限元软件仿真分析胎面橡胶块的松弛和蠕变特性,与实验结果取得良好一致性。建立超弹性本构模型、粘弹性本构模型及Bergstr?m–Boyce滞后模型,对胎面橡胶块单轴压缩循环载荷作用工况和小球回弹工况进行仿真分析,结果表明所建模型能较好的表达胎面橡胶块的粘弹性滞回特性。