Peeling from a patterned thin elastic film
受许多天然存在的粘合剂作为纹理薄膜出现的观察的启发,我们考虑了柔性板从切口图案化的薄粘合剂弹性层的位移控制剥离。我们发现,裂纹萌生从一个切口上的膜发生在一个负载远高于所需的传播它在一个光滑的粘合剂表面;多个切口,从而导致裂纹间歇性传播。在微观上,这种模式的裂纹萌生和传播的几何限制薄粘合剂膜是有关的切口后面的空化气泡的成核,必须增长和合并之前,可行的裂纹传播。我们的理论分析,使我们能够合理化这些实验观察定性和定量,并提出了一个简单的设计标准,为增加界面断裂韧性的粘合剂膜。
2004-04-29 cond-mat.soft
A tape-peeling model for spatiotemporal pattern formation by deformed adhesives
本文提出一种基于剥离前沿变形粘合剂位移运动方程的胶带剥离新模型,其时空图案与已有模型和实验一致,并进一步分析了图案的动力学与统计特性。
2023-12-04 cond-mat.soft nlin.PS
Dynamics of the peel front and the nature of acoustic emission during peeling of an adhesive tape
我们调查剥离前的动态和声发射的胶带在最近的模型的上下文中,包括一个额外的耗散能量,模仿声信号的爆发。我们发现,剥离前的性质可以从光滑到卡住剥离配置取决于耗散系数,辊的惯性,质量的磁带的值。有趣的是,我们发现,AE爆发的分布显示出一个幂律统计与两个标度制度与增加拉速度在实验中观察到的。在这种制度下,粘剥离配置是类似的'边缘剥离'让人想起一个系统驱动到一个临界状态。
2006-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonlinear Viscoelastic Modeling of Adhesive Failure for Polyacrylate Pressure-Sensitive Adhesives
采用单轴拉伸大应变流变测量和仪器化剥离试验相结合的方法,研究了聚丙烯酸酯压敏胶(PSA)的粘附能$Γ$。我们开发了一个非线性模型,这样的剥离试验,捕捉依赖性的$Γ(V)$剥离速率$V$揭示的关键作用所发挥的拉伸流变学。我们的模型特别解释了为什么传统的线性粘弹性方法正确地预测$Γ(V)$曲线的斜率足够弹性PSA的特点是一个简单的速率无关的脱粘标准。然而,对于更多的粘弹性粘合剂,我们确定了一个更复杂的速率依赖性剥离标准产生显着修改的$Γ(V)$曲线,迄今为止,在很大程度上被忽视的效果。这项调查开辟了理解原纤维脱粘的道路,这是预测PSA粘附的主要缺失块。
2018-07-30 cond-mat.soft
Non-linear double-peeling: experimental vs. theoretical predictions
从实验和理论两方面研究了非线性胶粘带从聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)平面上剥离的双重剥离现象。双剥离试验表明,随着剥离过程的进行,剥离角稳定在极限值θlim上,该极限值对应于临界拉脱力Fc,超过该临界拉脱力Fc,胶带完全从基材上剥离。这种观察到的行为是在良好的协议与以下的新理论的多次剥离,并考虑到硬化软化的非线性行为的实验测试胶带,并澄清了一些方面的实验数据得到的结果。特别是,理论模型表明,极限剥离角的值取决于胶带的几何形状以及刚度特性和界面能Δγ。最后,理论预测证实了剥离角小于θlim的解是不稳定的。
2018-03-06 cond-mat.soft
Multiscale Stick-Slip Dynamics of Adhesive Tape Peeling
使用高速摄像机,我们遵循的传播过程中剥离的胶带从一个平坦的表面。在给定的剥离速度范围内,这方面显示了多尺度不稳定的动力学,纠缠两个分离的时空尺度,这对应于微观和宏观动力学粘滑不稳定性。虽然整个剥离带的拉伸能量的周期性释放驱动经典的宏观粘滑,但我们表明,由于Thoroddsen等人[Phys.Rev.E82,046107(2010)]发现的横向动态断裂的规则传播,与集中在剥离前沿附近的粘合带的弹性弯曲能量的高频周期性释放有关。
2015-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The mechanical latching memory of an adhesive tape
本文研究普通胶带部分剥离时的机械印记存储与检索效应,提出其多记忆行为基于整流驱动的“锁存”通用原理,还展示了胶带的部分记忆擦除功能及作为机械计算设备的应用。
2025-11-11 cond-mat.soft
Competition between delamination and fracture in multiple peeling problems
由多个带或股线组成的粘合剂附接系统通常在自然界中发现,例如在蜘蛛网锚定件或贻贝贝丝中,并且已经发现它们的结构被巧妙地构造以优化机械性能,特别是在完全分离之前使耗散的能量最大化。这些性能来自机械和几何参数之间的复杂相互作用,包括胶带刚度、粘合能、附着和分离长度以及剥离角度,这些参数决定了三种主要机制的发生:弹性形变、界面分层和胶带断裂。在本文中,我们介绍了一种形式主义,以评估在不同的参数范围内的多个磁带附件的机械性能,允许预测相应的分离行为。我们还介绍了一个数值模型来模拟复杂的多剥离行为的复杂结构,说明其预测的情况下,钉针架构。我们希望所提出的形式主义和数值模型提供重要的工具,设计的仿生粘合剂系统,可调或优化的分离性能。
2019-03-25 cond-mat.soft physics.class-ph
The role of interfacial friction on the peeling of thin viscoelastic tapes
研究了粘弹性薄胶带从刚性基底上剥离的过程。两种不同的边界条件被认为是在磁带和基板之间的界面:粘附粘附,和相对滑动的摩擦剪切应力的存在下。在完全粘附界面的情况下,我们发现粘弹性剥离行为类似于弹性带的经典Kendall行为,弹性模量由带的高频粘弹性模量给出。包括摩擦滑动的影响,这发生在界面附近的剥离前沿,使剥离行为强烈依赖于剥离速度。此外,在足够小的剥离角,我们预测一个强硬的剥离行为比经典的卡住的情况下。这种现象与最近的实验证据一致,表明一些生物系统(例如壁虎,蜘蛛)利用低角度剥离来控制附着力和运动。
2021-11-15 cond-mat.soft
Viscoelastic peeling of thin tapes with frictional sliding
本研究提出理论框架,分析薄黏弹性胶带在界面摩擦滑动下的剥离过程,发现相比无滑动的弹性黏附,可实现更强黏附性能,且脱粘阻力依赖传播速度。
2024-11-11 cond-mat.soft
Modelling the non-steady peeling of viscoelastic tapes
本研究构建粘弹性薄胶带非稳态V形剥离模型,基于能量平衡推导控制方程并数值求解,揭示粘弹性对剥离行为的调控机制及界面韧性的速率依赖性,解释了自然系统冲击下高粘附的现象。
2024-01-30 cond-mat.soft
A numerical model for the peeling of elastic membranes
生物附着结构如蜘蛛网锚定件的粘附行为通常使用涉及“带”(即一维接触元件)的单个或多个剥离模型来研究。这是一个过度简化的许多实际问题,因为实际的分层过程需要复杂的二维粘合剂元素的建模。为了实现这一点,我们开发了一种数值方法来模拟从基板上分离的有限大小的弹性膜,使用3D内聚法。该模型使用现有的分析结果进行验证简单的几何形状,然后应用在一系列的参数研究。结果表明,如何拉脱力可以调整或优化通过改变不同的几何或机械参数,在各种负载的情况下,和剥离边界的长度,称为剥离线,出现的关键因素,以最大限度地提高附着力。这里提出的方法可以更好地理解具有复杂几何形状或材料各向异性的生物粘合剂的机械行为,突出界面处和膜本身中的应力分布之间的相互作用。
2019-05-18 cond-mat.soft physics.class-ph physics.comp-ph
An approximate model for the adhesive contact of rough viscoelastic surfaces
已知表面粗糙度容易抑制弹性表面的粘附。在这里,一个简单的模型接触的\emph{viscoelastic}粗糙表面的显着水平的粘附力。这种方法是从我们以前的模型[E. Barthel和G. Haiat {\em Langmuir},18 9362 2002],用于粘弹性球体的粘合剂接触。为了简单起见,假设一个简单的加载/卸载历史(无限快加载和恒定的拔出速度)。该模型提供了粗糙度响应的近似解析表达式,并表现出完整的粘弹性粘合剂接触现象,如接触区内的应力松弛和接触边缘的蠕变。结合这个模型与粗糙表面的格林伍德-威廉姆森统计建模,我们提出了一个定量评估的粘附粗糙粘弹性表面。我们发现,适度的粘弹性有效地恢复在一个很宽的动态范围内的粗糙表面上的附着力。
2007-09-05 cond-mat.soft
Adhesive contact mechanics of viscoelastic materials
本研究提出稳态滑动下粘弹性材料粗糙粘着接触理论,揭示粘弹性与粘着相互作用对接触面积、拉脱力及摩擦的影响规律,发现接触边缘能量释放率的非单调趋势,结果获实验支持。
2024-01-30 cond-mat.soft
Detachment of adhesive normal contact between a rigid circular flat punch and a viscoelastic half-space
我们提出了一种方法来描述裂纹(或边界的粘合剂接触)在粘弹性材料,这是唯一的考虑的流变学的材料,而不引入任何额外的依赖性的分离能裂纹传播的速度的传播。所提出的想法是说明与一个例子的动力学的分离的平头压头从粘弹性介质。结果表明,在给定的假设下,裂纹扩展加速,直到达到临界配置和接触瞬间分离。该准则基本上适用于任意形状和任意载荷历史。
2018-05-18 cond-mat.soft
Crack and pull-off dynamics of adhesive, viscoelastic solids
当弹性体与配合面快速分离时,粘弹性相对于其绝热或平衡值显著增加了感知的粘附力。在这里,我们报告的模拟刚性圆柱体和粘弹性半空间之间的粘附接触揭示了最大的工作中的粘附在中间拉脱速度。最大拉伸力还单调增加的拉脱速度和裂纹尖端的速度,根据Dupnson-Brener的方法。正如理论预测的那样,随着粘附范围的增加,断裂模式从界面裂纹扩展过渡到准均匀粘结断裂。
2021-08-05 cond-mat.soft
Size effects in adhesive contacts of viscoelastic media
从粘弹性基底上分离刚性球体所需的最大力是否取决于接触半径的初始值?文献中报道的实验和理论研究给出了相反的反应。在这里,我们试图回答上述问题,利用一个完全确定性的模型,其中粘合剂的相互作用所描述的Lennard-Jones潜力和粘弹性行为与标准的线性固体模型。当接近和缩回阶段在准静态条件下执行时,基底表现为弹性介质,并且如预期的,拉脱力Fpo(即,最大张力)与加载结束时达到的最大接触半径Amax无关。相反观察到尺寸依赖性效应(即,当发生瞬态效应时,由于接触面积越大,参与耗散的主体体积的尺寸越大,因此拉脱力Fpo随amax而变化。结果还讨论了粘弹性裂纹Rewerson的理论,这是修改捕获尺寸效应相关的最大。
2022-02-04 cond-mat.soft
Modelling viscoelastic adhesion and friction in sliding contact mechanics
本研究通过新能量方法探讨稳态滑动中粘弹性材料的粗糙粘附接触,揭示小/大尺度粘弹性对粘附强度、摩擦及能量释放率的影响,并获实验支持。
2024-11-12 cond-mat.soft
Adhesive contact of elastomers: effective adhesion energy and creep function
对于弹性体的粘附接触,我们提出的表达式来量化的粘弹性响应的影响,有效的粘附能作为一个函数的接触边缘速度。我们提出的表达式是简单的分析功能的蠕变响应,并应适用于实验数据分析方面测得的流变学。我们还强调了在接触边缘的局部应力场和宏观远程加载(远场)之间的耦合作用。我们发现,增长和后退接触之间的对比源于耦合的粘弹性响应的影响,而在接触边缘的分离过程同样受到粘弹性在这两种情况下。
2009-06-11 cond-mat.soft
On the long and short-range adhesive interactions in viscoelastic contacts
最近,摩擦学家对粘弹性断裂中的速率相关现象表现出越来越大的兴趣。然而,在某些情况下,矛盾的结果,尽管使用类似的理论模型。出于这个原因,我们试图阐明的影响,长距离和短距离的附着力上的拉脱力的粘弹性介质的接触,利用最近开发的数值模型。我们发现,在长距离粘附的限制下,卸载速度对拉脱力的影响很小,这是接近布拉德利预测的刚体。在这种情况下,分离过程的特征在于接触区域的均匀键断裂,并且粘性耗散涉及散装材料。对于中(短)程粘附,拉脱力反而是拉脱速度的单调递增函数,并且在高速下,达到作为绝热表面能的函数的平台。在这种情况下,分离过程类似于圆形裂纹的打开,并且粘性耗散局限于接触边缘。
2022-02-04 cond-mat.soft
On the Afferrante-Carbone theory of ultratough peeling
在一个优雅而有趣的弹性胶带从粘弹性基底上超韧性剥离的理论中,Afferrante和Carbone(2016)发现,与经典的弹性肯德尔理论相反,在低剥离角度下,稳态剥离的载荷在稳态剥离中可以任意大的条件-他们称之为"超韧性"剥离。它在这里示出的事实上,这发生在临界速度附近的弹性能量项的肯德尔方程是平衡的粘弹性耗散。令人惊讶的是,这似乎导致韧性增强高于在无限粘弹性体中的非常大的裂纹中观察到的极限值,甚至可能考虑对所传递的应力的限制。肯德尔的实验反过来考虑了粘弹性磁带(而不是基板),他的粘弹性发现似乎导致一个更简单的图片。Afferrite-Carbone理论表明粘弹性效应是一种开-关机制,因为对于大角度的剥离,它几乎是微不足道的,而只有在低于一定的阈值时,这种"超韧"剥离似乎才出现。实验和/或数值验证将是最有用的。
2020-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dependence of Adhesive Friction on Surface Roughness and Elastic Modulus
当粘性弹性体材料以低速在硬粗糙表面上滑动时,有两种主要的耗散机制控制摩擦力如何随滑动速度变化:粘弹性耗散和粘性耗散。为了区分这些耗散机制的贡献,我们已经测量了摩擦剪切应力交联聚二甲基硅氧烷(PDMS)在三个不同的粗糙表面的相似的表面化学在近六十年的滑动速度。结果表明,所观察到的摩擦是由粘附耗散,而不是粘弹性耗散。弹性体摩擦的先前模型假设粗糙度仅通过接触面积的量来影响粘合剂耗散;相比之下,我们发现从宏观到原子的所有长度尺度上发生的粗糙度引起的振荡影响粘合剂耗散的分子过程。虽然以前已知粗糙度引起的振荡会影响粘弹性耗散,但这是首次证明这些振荡也控制摩擦的粘合剂组分的行为。最后,虽然理论预测,粗糙摩擦应该是独立的弹性模量($E'$),我们表明,一个强烈的依赖于模量,与摩擦剪切应力缩放为$E'^{1/2}$。当以这种方式进行分析时,来自四种不同模量和三种不同粗糙度的数据可以折叠到一条通用曲线上,以描述软材料的速度依赖性摩擦。总之,这项调查揭示了新的光的摩擦的粘合剂成分,以及它如何取决于粗糙度和刚度的材料。
2021-10-02 cond-mat.soft
Theory of viscoelastic adhesion and friction
本文提出了一种新的线性粘弹性材料与匀速运动的刚性基底的粘附接触理论。尽管该系统的非保守行为,封闭方程的接触问题可以严格制定的形式的局部能量平衡。在无粘合剂接触的情况下,这等同于加强存储到粘弹性材料中的总能量的稳定性。然而,在界面粘附的存在下,非保守项的出现导致在接触后缘和前缘处的能量释放率G1和G2的不同值。具体地说,本理论预测的非单调趋势的G1和G2作为压头速度的函数,以及一个非常显着的增强滞后摩擦由于粘附和粘弹性之间的耦合,相比无粘合剂的情况下。这两个预测与现有的实验数据非常吻合。
2022-09-14 cond-mat.soft
Viscous control of peeling an elastic sheet by bending and pulling
粘性流体在弹性片材下方的传播由剥离前的局部动力学控制,与前体膜上的液滴的毛细管驱动扩散非常相似。在这里,我们确定一个通用的弹性剥离问题的传播规律在不同的限制剥离弯曲和剥离拉,并将我们的研究结果的径向传播的流体泡在一个薄的预湿膜。对于相对于板厚度的小变形的情况,剥离由弯曲驱动,导致径向生长为$t^{7/22}$。实验结果再现的传播行为和弯曲波在前面。对于相对于片材厚度的大变形,泡罩帽的拉伸和随之产生的张力可通过弯曲或通过在前部拉动来驱动剥离,两者均导致径向生长为$t^{3/8}$。在这一制度,详细的预测给出了极好的协议和解释以前的实验测量中的拉伸制度在弹性Hele-Shaw细胞\cite{puzovic-2012}的扩展。
2014-01-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Contact Formation and Viscoelastic Detachment in Non-Circular Soft Adhesive Contacts
Indian Institute of Science(印度科学学院)
本文通过PDMS交叉圆柱实验,研究非圆形软质黏着接触的形成与脱离,发现接触形成遵循面积等效缩放,脱离受几何和历史依赖的耗散分离支配,建立了可描述卸载响应的黏弹性模型。
2026-08-17 cond-mat.soft
Hyperelastic constitutive modeling with exponential decay and application to a viscoelastic adhesive
超弹性材料模型是描述弹性体非线性应力-应变关系的理想模型。在本文中,聚氨酯胶粘剂被认为是作为一个示例性的材料,并进行拉伸,压缩和剪切试验。传统的超弹性模型无法令人满意地捕捉到力学行为:如果模型在大应变下与测试结果一致,则它显著低估了低应变下的刚度。我们提出了一个模型扩展来描述一种指数衰减的刚度承担一些类似的一个特定的模型开发的杨。新的超弹性模型与线性粘弹性相结合,以解释被测材料的应变率依赖性。模型参数的确定使用拉伸试验在一个单一的应变速率和蠕变试验。此外,通过比较两种不同高宽比的粘接层对接试验的刚度,确定了粘接层的压缩性。使用这个参数集的新模型提供了一个很好的预测拉伸,压缩和剪切试验在不同的应变率。
2018-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A contact model for sticking of adhesive meso-particles
粘弹塑性和粘性颗粒之间的相互作用是本研究的主题,其中引入了“细观颗粒”,即,简化的颗粒,其接触力学没有在所有细节中考虑。介观颗粒的一些实例包括初级颗粒的团聚体或组,或具有接触变形尺度的微观结构的不均匀颗粒,例如核-壳材料。提出了一种简单、灵活的细观颗粒接触模型,该模型可以模拟许多颗粒在快速和慢速准静态流动情况下的集合体行为。试图对现有的接触模型进行分类的法向力,讨论所有必要的机械成分,必须进入模型(定性),并最终解决它解析。该模型结合了一个短程,非接触部分(类似于干或湿材料)与一个精心设计的,粘弹塑性和粘合剂接触法。使用能量守恒的参数,恢复恢复系数的解析表达式推导出的冲击速度(对相互作用,或等效地,不失一般性,准静态的情况下,在最大重叠或约束应力)。粘性颗粒(或介观颗粒)在非常低的撞击速度下相互粘附,而随着速度的增加,它们的回弹耗散性降低,与先前的研究一致。对于更高的冲击速度,一个有趣的第二个坚持和反弹制度的报告。低速粘附是由于非接触粘附力,第一回弹区是由于较强的弹性能和动能而耗散很少,而高速粘附是由非线性增加的、历史相关的塑性耗散和粘附接触力产生的。
2015-12-01 cond-mat.soft
Viscoelastic amplification of the pull-off stress in the detachment of a rigid flat punch from an adhesive soft viscoelastic layer
研究刚性平冲头从软粘弹性层剥离时的拉脱应力,通过边界元模拟揭示厚度分区、速率增强与接触历史无关性,并修正 Greenwood/Persson 理论的有限尺寸效应。
2024-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Acoustic modulation of shear thickening transition in dense adhesive suspensions
ENSL, CNRS, Laboratoire de Physique(法国国家科学研究中心里昂高等师范学院物理实验室);Holcim Innovation Center(豪瑞创新中心);Department of Polymer Engineering, IPC, University of Minho(米尼奥大学高分子工程系)
研究通过声学手段调控致密粘附悬浮液的剪切增稠转变,揭示声学作用通过改变剪切增稠阈值,使系统向更流体态连续演化,提出声学流体化机制。
2026-04-30 cond-mat.soft
Enhancement of adhesion strength in viscoelastic unsteady contacts
提出一种通用能量方法研究粘弹性材料非稳态粘附接触,揭示了加载历程下粘附与滞后损耗的相互作用导致粘附强度增强的两种机制,并给出正确计算能量释放率的数学程序。
2024-08-29 cond-mat.soft
Depth-dependent hysteresis in adhesive elastic contacts at large surface roughness
接触力-压痕深度测量在接触实验涉及顺应性材料,如聚合物和凝胶,显示滞后回线的大小取决于最大压痕深度。这种深度相关的滞后(DDH)是不能用经典的接触力学理论解释,被认为是由于材料的粘弹性,塑性,表面聚合物交错,和水分等的影响,它已被观察到,DDH的能量损失最初增加,然后减少与粗糙度。一位作者提出了一个力学模型的基础上发生的粘附和粗糙度相关的小尺度不稳定性来解释DDH。然而,该模型仅适用于无限小的表面粗糙度的制度,因此,它不捕捉在大粗糙度制度的能量损失与表面粗糙度的减少。基于Maugis-Dugdale的弹性粘附接触理论和Nayak的粗糙表面理论,提出了一种适用于大表面粗糙度区域的新的力学模型。该模型捕捉的趋势,减少能量损失的粗糙度增加。它还捕捉实验观察到的能量损失的最大压痕深度,材料和表面特性的依赖关系。
2018-03-20 cond-mat.soft
Singular dynamics in the failure of soft adhesive contacts
我们表征了粘合剂接触失效后顺应性硅凝胶的机械恢复。我们建立了广泛的,稳定的刚性微球和软凝胶之间的粘合剂接触,然后拉伸凝胶大变形,通过拉准静态的接触。最终,粘合剂接触开始失效,并最终滑动到球体底部的最终接触点。分离后,凝胶迅速反弹,具有自相似的表面轮廓,其随时间按幂律演变,表明粘合剂分离点是奇异的。我们观察到的奇异动力学与表面应力驱动的松弛过程一致,并通过凝胶的多孔弹性网络的粘性流减慢。我们的研究结果强调了在理解凝胶力学,特别是在极端变形下,考虑凝胶的液相和固相的重要性。
2018-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Viscoelasticity Enhances Contactless Adhesion of Soft Substrates
Université de Mons(蒙斯大学);University of Twente(特温特大学);Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学)
研究刚性球体与软表面间非接触粘附力动力学,结合实验、理论和模拟,发现粘弹性弛豫改变弹流动力学粘附力,增强最大粘附力等,还提出无量纲参数定义统一相图连接三种粘附状态。
2026-07-10 cond-mat.soft
Elastic deformation during dynamic force measurements in viscous fluids
了解和利用润滑压力和弹性之间的耦合为粘合剂、涂层、微传感器和生物材料等应用提供了材料设计策略。由粘性力引起的柔性固体的弹性形变也可以在诸如表面力装置(SFA)或原子力显微镜(AFM)的仪器中的动态力测量期间发生。我们简要回顾了流体动力学的相互作用中存在的软,可变形的界面润滑极限。更具体地说,我们考虑的情况下,两个表面相互接近的粘性流体中的一个或两个表面是可变形的,这也是相关的许多力测量系统。在这篇文章中的基本理论背景的弹流问题进行了详细的讨论,其次是实验验证和考虑,特别是表面力测量的弹性形变的作用。最后,目前的挑战,我们的理解软流体动力相互作用,如考虑衬底分层,孔隙弹性,粘弹性,表面的异质性,以及它们的影响进行了讨论。
2018-09-28 cond-mat.soft
Stochastic elastohydrodynamics of contact and coarsening during membrane adhesion
University of Oslo(奥斯陆大学)
研究通过随机弹性流体动力学方程揭示膜粘附过程中接触与粗化动力学,发现新的弯曲主导粗化机制。
2025-06-13 cond-mat.soft physics.bio-ph
Deep learning-based prediction of time-resolved adhesive forces in viscoelastic Hertzian contacts
Chair of Cyber-Physical Systems in Mechanical Engineering, Technische Universität Berlin(柏林工业大学机械工程系网络物理系统主席);TriboDynamics Lab, Department of Mechanics, Mathematics and Management, Polytechnic University of Bari(巴里理工大学力学、数学与管理系摩擦动力学实验室)
研究针对软机器人等领域中快速预测粘弹性接触响应的挑战,训练标量条件、序列到序列的深度学习模型,引入FMS表示,经多种架构训练比较,最佳模型有LSTM架构,能快速预测力轨迹,为数值评估提供替代,可用于控制应用。
2026-10-05 cond-mat.soft cs.AI cs.LG
On the effective surface energy in viscoelastic Hertzian contacts
软物质的粘弹性和速率依赖性粘附导致难以模拟与粘弹性半空间接触的刚性球体的“相对简单”问题。由于这个原因,在描述表面相互作用和粘性耗散过程的近似通常采用在文献中。在这里,我们开发了一个完全确定性的模型,在该模型中,粘合剂的相互作用所描述的Lennard-Jones势和材料的行为与标准的线性固体模型。正常的加载-卸载循环在不同的行驶条件下进行。当加载是在准静态条件下进行,因此,卸载开始从一个完全放松状态的材料,有效的表面能被发现单调增加的接触线速度达到一个渐近值在高卸载速率。这一结果与已有的粘弹性裂纹扩展理论相一致。如果加载和卸载以相同的非零驱动速度进行,因此卸载从材料的非松弛状态开始,则有效表面能Δγeff与接触线速度的趋势由双对数图中的钟形函数描述。当接触线速度小于使粘弹性模量的切向损耗最大的接触线速度时,Δγeff出现峰值。此外,我们表明,Gent\&Schultz假设部分作品在这种情况下,粘性耗散不再是本地化沿接触周边,但它也发生在散装材料。
2021-07-08 cond-mat.soft
Interface stabilization in adhesion caused by elastohydrodynamic deformation
本文研究软探针脱粘对粘弹性聚合物薄膜界面不稳定性的影响,发现软探针的弹性流体动力变形可抑制Saffman-Taylor不稳定性,并提出了稳定化起始的标度关系。
2023-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Digital instability of a confined elastic meniscus
用作相对刚性的主体之间的接头的薄的软弹性层可以用作密封剂、热绝缘体、电绝缘体或机械绝缘体、轴承或粘合剂。当这样的接头受到应力时,即使保持了完美的粘附,薄弹性层中暴露的自由弯月面也变得不稳定,导致形成侵入弹性层的空间周期性的空气指,使人联想到薄流体层中的粘性指进。然而,弹性失稳是可逆的和速率无关的,当节点无应力时消失。我们使用理论,实验和数值模拟表明,过渡到数字状态是突然的(一阶),手指的波长和振幅与弹性层的厚度成正比,并且触发不稳定性所需的分离与层的面内尺寸成反比。我们的研究揭示了这种不稳定性的充满活力的起源,并具有影响力的聚合物粘合剂的强度,它还建议图案化薄膜可逆与任何安排的本地化的手指在数字弹性记忆,我们证实实验的方法。
2013-08-13 cond-mat.soft
The role of the nucleus for cell mechanics: an elastic phase field approach
本文提出一种弹性相场方法,定量研究细胞核作为刚性包含物在粘附或受限环境中对细胞动力学的作用,揭示了细胞外几何结构、粘弹性及皮质张力与细胞力学间的复杂相互作用。
2024-03-26 cond-mat.soft q-bio.CB
Static adhesion hysteresis in elastic structures
弹性结构(如石墨烯片、碳纳米管和微管)之间的粘合剂相互作用已显示出由于与键断裂相关的不可恢复的能量损失而表现出滞后,即使在静态(速率无关)实验中也是如此。为了理解这种现象,我们从一个最小的理论剥离的薄片从基板,耦合的本地事件的债券断裂的非本地弹性松弛的纸张,并表明,这可以驱动静态粘附滞后超过一个粘结/脱粘周期。使用这个模型,我们量化滞后的粘附力和弹性参数的系统。这使我们能够推导出一个比例关系,保留在不同级别的粒度滞后,同时解决一个看似矛盾的晶格捕获在连续极限的离散断裂过程。最后,为了验证我们的理论,我们使用新的实验来证明和测量成束微管的粘附滞后。
2021-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Fluctuation assisted spreading of a fluid filled elastic blister
在这个理论和数值研究中,我们展示了如何空间扩展的波动可以影响和主导的动态的流体填充的弹性水泡变形到一个预润湿的固体基板。为了描述气泡动力学,我们开发了一个随机的弹性流体动力学框架,耦合粘性流,界面的弹性弯曲和来自环境的噪声。我们部署了一个缩放分析,以找到弹性流体动力学传播法$\hat R\sim {\hat t}^{1/11}$的直接模拟的毛细血管传播的滴,而在我们的模型中包含的噪声突出的动态加速显着$\hat R\sim {\hat t}^{1/6}$的局部曲率变化增强剥离的弹性界面从基板。此外,我们的分析确定了一个不同的标准之间的过渡确定性和随机传播制度,这是进一步说明了数值模拟。
2017-09-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Polyurea-Graphene Nanocomposites -- the Influence of Hard-Segment Content and Nanoparticle Loading on Mechanical Properties
本研究探讨了基于IPDI的聚氨酯(PUa)纳米复合材料的线性粘弹性对硬段重量分数和xGnP负载的依赖性,发现HSWF显著影响刚度,而xGnP负载影响有限,并开发了基于分数微积分的流变模型以描述材料在宽温度和频率范围内的行为。
2023-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft