由于特殊的物理和力学行为,橡胶材料被广泛用于工业生产和民用生活领域,其所表现出来的超弹性耦合粘弹性、弹塑性以及各向同性损伤等力学行为的表征和数值实现引起力学研究者的广泛重视。基于Lion以及Miehe和Keck实验观察的结果以及所提出的弹性-粘弹性-弹塑性并耦合各向同性损伤的表象学模型,本论文继Lin和Schomburg所构建的基于空间对数共旋率的大变形橡胶本构模型之后,在极共旋局部坐标框架下发展了新的弹性-粘弹性-弹塑性耦合Mullins各向同性损伤的大变形橡胶模型,并推导了与之相适应的数值算法、编写了有限元程序,这些结果对进一步开展橡胶材料构件的设计和应用研究奠定了理论和程序基础。本论文的工作体现在如下几个方面:●基于并联的弹性分支、粘弹性分支和弹塑性分支并耦合各向同性损伤的表象学模型,在小变形基础上构建了适合于橡胶力学行为描述的本构框架。●利用极共旋框架下的功共轭关系,推导出在极共旋框架下的非弹性变形过程的Clausius-Planck内禀耗散不等式。基于这些不等式以及非弹性流动域的凸特性,构建了描述于极共旋框架下的非弹性应变和Mullins损伤的演化方程,因而所发展的大变形橡胶本构模型符合热力学基本规律。●推导了所构建的弹性-粘弹性-弹塑性耦合Mullins各向同性损伤的大变形橡胶模型的有限元数值算法,包括应力和损伤更新算法和隐式一致切线模量,编制了相应的有限元程序并集成至通用有限元程序ABAQUS中。●所构建的大变形橡胶模型和数值算法被用于模拟Miehe和Keck所实施的单轴均匀循环拉伸实验和带孔橡胶板的单轴拉伸实验,模型的数值预测能较好符合实验观测的结果,表明模型及数值算法是有效的。●系统比较了当前模型预测与Lin和Schomburg的模型预测,结果表明:在单轴拉伸等不含转动的变形过程,两种模型的预测完全相同;对于简单剪切这种包含大旋转的变形过程,两模型预测的粘弹性、弹塑性分支应力在大旋转域存在差异;但在小转动区域内,二者预测的非弹性分支应力几近相同。由于非弹性分支应力相对弹性分支应力都较小,因而在两模型所呈现的简单剪切变形过程的总应力响应基本相同。这些粘弹性和弹塑性分支应力是导致循环变形过程应力迟滞现象的关键因素。本论文的创新点体现在上述工作的后四个要点上。所发展的大变形填充橡胶模型、数值算法及有限元程序,将有助于橡胶构件的设计和应用研究。