使用基于物理的损伤模型描述的纳米粒子交叉连接水凝的应力软化
Xia Liu1, Han Jia1, Junjun Shang1
1Dep. of Engineering Mechanics, Beijing University of Technology, Beijing, 100124, China.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|December 20, 2023
概括
本研究提出了基于物理的纳米粒子交叉连接的水凝模型,解释了循环负荷下的损伤机制. 该模型准确地描述了机械行为,推进了水凝应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 水凝具有有前途的应用,但其机械性能不佳.
- 纳米粒子交联的水凝提供了增强的性和自我恢复,但它们的微观损伤机制仍然不清楚.
研究的目的:
- 在循环负荷下建立基于物理的纳米粒子交叉链接水凝的构成模型.
- 阐明变形诱导和速度依赖损伤的潜在微观物理机制.
主要方法:
- 开发了一种基于物理的构成模型,包括网络改变和链动力学.
- 修改了现有的动力学理论,以解释围绕纳米颗粒的聚合物链.
- 执行周期性负载测试以验证模型.
主要成果:
- 该模型成功地通过网络改变解释了因变形引起的损伤.
- 取决于速率的损伤归因于链分裂/连接的动力学,为纳米粒子相互作用进行了修改.
- 该模型准确地描述了周期性负载期间的穆林斯应力软化和恢复.
结论:
- 拟议的构成模型有效地捕捉了在循环负荷下纳米粒子交叉连接的水凝的复杂机械行为.
- 这项工作为水凝损伤机制提供了更深入的理解,促进了它们在先进应用中的使用.
