Finite-element modeling of soft solids with liquid inclusions

有限元法 表面张力 变形(气象学) 毛细管作用 变硬 复合数 基质(化学分析) 材料科学 张力(地质) 复合材料 机械 物理 压缩(物理) 热力学
作者
Yuhao Wang,David L. Henann
出处
期刊:Extreme Mechanics Letters [Elsevier BV]
卷期号:9: 147-157 被引量:27
标识
DOI:10.1016/j.eml.2016.06.002
摘要

Surface tension is an important factor in the behavior of fluids but typically has a minimal or negligible effect in solids. However, when a solid is soft and its characteristic dimension is small, forces due to surface tension can become important and significantly affect elastic deformation, leading to interesting elasto-capillary phenomena. We have developed a finite-element formulation accounting for surface tension and large deformations in three-dimensional settings and demonstrate the simulation capability by examining a class of problems involving fluid-filled droplet inclusions in a soft solid matrix. Specifically, we (1) consider the response of isolated droplets under far-field loading and (2) micromechanically model composite materials made up of a finite volume fraction of fluid-filled inclusions in a soft solid matrix. In the latter case, recent experimental work in the literature has shown that when the matrix material is sufficiently compliant, the presence of droplets leads to stiffening–counter to the intuitive notion of the presence of fluid-filled inclusions leading to a more compliant composite material. We show that our numerical simulation capability predicts all experimentally observed phenomena related to fluid-filled inclusions in soft solids. Furthermore, we consider the large-deformation response of composite materials with fluid-filled inclusions–a situation difficult to address using analytical methods.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
田浅发布了新的文献求助10
刚刚
路漫漫123完成签到,获得积分10
刚刚
Ricardo完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
小马甲应助无心的可仁采纳,获得10
3秒前
陈瑞完成签到 ,获得积分10
3秒前
俊逸的笑槐完成签到 ,获得积分20
3秒前
直率雪曼发布了新的文献求助20
4秒前
hh完成签到,获得积分10
4秒前
XX应助tyy采纳,获得10
5秒前
zstyry9998完成签到,获得积分10
6秒前
执明发布了新的文献求助10
7秒前
董晏殊发布了新的文献求助10
8秒前
KerwinLLL发布了新的文献求助10
8秒前
Nole应助糟糕的思烟采纳,获得30
9秒前
科研通AI6.4应助Yy采纳,获得10
9秒前
10秒前
丰富的谷菱完成签到,获得积分10
10秒前
落尘府完成签到,获得积分10
11秒前
渴望者发布了新的文献求助10
14秒前
火星上友易完成签到,获得积分10
15秒前
犹豫的若完成签到,获得积分10
15秒前
汉堡包应助执明采纳,获得10
15秒前
你盐今虾吗完成签到 ,获得积分10
15秒前
我是老大应助田浅采纳,获得10
16秒前
16秒前
三七完成签到 ,获得积分10
16秒前
时尚的虔发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
坚定英姑发布了新的文献求助10
18秒前
奕苼完成签到 ,获得积分10
19秒前
王淳完成签到 ,获得积分10
20秒前
隐形曼青应助kingyuan采纳,获得10
21秒前
王子发布了新的文献求助10
21秒前
调皮小兔子完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
23秒前
科研通AI6.2应助Yy采纳,获得10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The anomeric effect 1314
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7734324
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9284698
关于积分的说明 20166402
捐赠科研通 7312141
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304642
关于科研通互助平台的介绍 2457279
邀请新用户注册赠送积分活动 2313831