中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

最近，哈佛大學(xué)鎖志剛教授課題組通過理論、計(jì)算與實(shí)驗(yàn)，對(duì)這一重要科學(xué)問題進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)測(cè)量樣品足夠薄且足夠短時(shí)，搭接剪切測(cè)得的粘接強(qiáng)度才能夠客觀準(zhǔn)確地反映材料間的粘接強(qiáng)弱。當(dāng)樣品的厚度超過某一特征厚度時(shí)，粘接強(qiáng)度隨著樣品厚度的增加而減小。另外，當(dāng)樣品的長度超過某一特征長度時(shí)，粘接強(qiáng)度隨著樣品長度的增加而減小。進(jìn)而，為了解決粘接強(qiáng)度隨樣品幾何尺寸變化的問題，鎖教授團(tuán)隊(duì)提出了測(cè)量粘接韌性的搭接剪切方法，以理論預(yù)測(cè)、數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量相結(jié)合的方式得到了粘接韌性不隨樣品結(jié)合尺寸變化的結(jié)論，并給出了能量釋放率的解析表達(dá)式，為軟材料粘接強(qiáng)度與韌性的表征提供了指導(dǎo)，豐富和發(fā)展了軟材料粘接力學(xué)。 

鎖教授團(tuán)隊(duì)以聚丙烯酸（PAA）水凝膠與聚丙烯酰胺（PAAm）水凝膠間的粘接為例，用搭接剪切的方法對(duì)不同厚度與長度樣品的粘接強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)量。如圖1 所示，粘接強(qiáng)度只在樣品足夠薄且足夠短時(shí)不隨厚度變化。當(dāng)樣品的厚度超過某一厚度時(shí)，粘接強(qiáng)度隨著樣品厚度的增加而減?。划?dāng)樣品的長度超過某一長度時(shí)，粘接強(qiáng)度隨著樣品長度的增加而減小。

圖1 粘接強(qiáng)度的搭接剪切測(cè)量方法

為了研究粘接強(qiáng)度隨樣品厚度變化的原因，鎖教授團(tuán)隊(duì)借鑒fractocohesive length，引入了一個(gè)新的特征尺度——fractoadhesive length，用以衡量粘接界面處裂紋尖端周圍塑性區(qū)的大小。如圖2所示，當(dāng)樣品厚度小于fractoadhesive length時(shí)，角落處的應(yīng)力集中效應(yīng)可以被忽略，因而粘接強(qiáng)度不隨樣品厚度變化。當(dāng)樣品厚度大于fractoadhesive length時(shí)，應(yīng)力集中效應(yīng)顯著增加，因而粘接強(qiáng)度隨著樣品厚度的增加而減小。此結(jié)論與圖1d的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

圖2 塑性區(qū)的大小決定粘接強(qiáng)度是否隨樣品厚度變化

為了研究粘接強(qiáng)度隨樣品長度變化的原因，鎖教授團(tuán)隊(duì)引入了另一個(gè)特征尺度——剪切滯后長度，用以描述載荷的傳遞。如圖3所示，當(dāng)樣品長度遠(yuǎn)小于剪切滯后長度時(shí)，軟材料承受均勻變形，因而backing layer可以被當(dāng)作剛體，所以粘接強(qiáng)度不隨樣品長度變化。當(dāng)樣品長度遠(yuǎn)大于剪切滯后長度時(shí)，軟材料幾乎不變形。此時(shí)，backing layer開始承受應(yīng)力并變形，所以粘接強(qiáng)度隨樣品長度的增加而減小。此結(jié)論與圖1e的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。鎖教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過有限元計(jì)算印證了上述結(jié)論。

圖3 載荷傳遞

接下來，為了解決粘接強(qiáng)度隨樣品結(jié)合尺寸變化的問題，鎖教授團(tuán)隊(duì)提出了測(cè)量粘接韌性的搭接剪切方法——在粘接界面預(yù)置大于等于樣品厚度的長裂紋。在該條件下測(cè)得的粘接韌性不隨裂紋長度（圖4）與樣品幾何尺寸（圖5）變化。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)運(yùn)用非線性大變形理論與有限元數(shù)值計(jì)算對(duì)粘接韌性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，給出了能量釋放率的解析表達(dá)式，得到了理論預(yù)測(cè)、數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)測(cè)量相互吻合的結(jié)果。

圖4 不同裂紋長度下粘接韌性的測(cè)量

圖5 不同樣品長度下粘接韌性的測(cè)量

鎖志剛教授團(tuán)隊(duì)對(duì)搭接剪切下軟材料粘接的力學(xué)問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)粘接強(qiáng)度只有在樣品足夠薄且足夠短時(shí)不隨樣品幾何尺寸變化，并提出了兩個(gè)特征尺度——fractoadhesive length和剪切滯后長度，分別用以解釋粘接強(qiáng)度隨樣品厚度與樣品長度變化的物理本質(zhì)。另外，該團(tuán)隊(duì)還提出了不隨樣品幾何尺寸變化的粘接韌性的測(cè)量方法，給出了能量釋放率的解析表達(dá)式，通過理論、計(jì)算與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入的研究，為軟材料粘接強(qiáng)度與韌性的表征提供了指導(dǎo)，豐富和發(fā)展了軟材料粘接力學(xué)。 

這項(xiàng)研究工作發(fā)表于Journal of the Mechanics and Physics of Solids。論文第一作者為王葉成博士（哈佛大學(xué)博士、哈佛大學(xué)博士后），第二作者為楊栩旭博士（浙江大學(xué)博士、哈佛大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)），第三作者為念國棟博士（哈佛大學(xué)博士后）。哈佛大學(xué)、美國科學(xué)院與工程院院士鎖志剛教授為論文通訊作者。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.jmps.2020.103988