کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4912205 1428543 2017 30 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Finite bending of a temperature-sensitive hydrogel tri-layer: An analytical and finite element analysis
ترجمه فارسی عنوان
خم شدن محدود از سه لایه هیدروژل حساس به دما: تجزیه و تحلیل عنصر تحلیلی و محدود
کلمات کلیدی
هیدروژل های حساس به دما، خم شدن محدود سه لایه، روش تحلیلی، روش عنصر محدود
ترجمه چکیده
سازه های هیدروژل لایه ای برای طراحی سنسورها، عملگرها و سوئیچ ها برای برنامه های مختلف استفاده شده است. در این مقاله، ما یک مفهوم جدید طراحی یک لایه سه لایه تشکیل می دهیم که از لایه های هیدروژلی واکنش مثبت و منفی با دمای بالا متصل به یک لایه الاستومری است. این ساختار می تواند خمش دو طرفه را در حالی که حفظ استحکام و سختی بالا باشد. سپس، خمش مستقیم از سه لایه ناشی از تورم، از لحاظ تحلیلی و عددی (روش عنصر محدود) مورد مطالعه قرار می گیرد. روش تحلیلی که در این کار توسعه یافته است روش جدیدی است که در توافق بسیار خوبی با نتایج حاصل از روش المان محدود برای هر دو برای تغییر شکل و زمینه های استرس وجود دارد. در نهایت، چندین مطالعۀ پارامتری برای بررسی اثرات مختلف مواد و هندسه بر روی تغییر شکل و زمینه های استرس انجام می شود. نتایج به دست آمده می تواند در طراحی و کاربرد سه لایه استفاده شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
پیش نمایش مقاله
خم شدن محدود از سه لایه هیدروژل حساس به دما: تجزیه و تحلیل عنصر تحلیلی و محدود
چکیده انگلیسی
Layered hydrogel structures have been utilized to design sensors, actuators, and switches for various applications. In this article, we introduce a new design concept of a tri-layer composed of a positive and a negative temperature-responsive hydrogels layers attached to an elastomeric layer. This structure is capable of bi-directional bending while maintaining high strength and stiffness. Then, swelling-induced finite bending of the tri-layer is studied both analytically and numerically (finite element method). The analytical method developed in this work is a novel method which is in a very good agreement with the finite element method results both for the deformation and the stress fields. Finally, several parametric studies are conducted to investigate various material and geometrical parameters effects on the deformation and the stress fields. The obtained results can be used in the tri-layer design and applications.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Composite Structures - Volume 164, 15 March 2017, Pages 219-228
نویسندگان
, , , ,