کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4912234 1428540 2017 43 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Bounds for the dynamic modulus of unidirectional composites with bioinspired staggered distributions of platelets
ترجمه فارسی عنوان
برای مدول پویای کامپوزیت های یک طرفه با توزیع های پراکنده پلاکت ها
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
مواد بیولوژیکی باربری مانند استخوان، گردن و تاندون، کامپوزیتهای بیولوژیکی با خواص مکانیکی برتر برای مقاومت در برابر بارهای استاتیک و پویا هستند و بنابراین به شدت مورد مطالعه قرار گرفته اند نه تنها برای درک ارتباط ساختار و املاک، بلکه همچنین برای توسعه مواد جدید مواد زیستی. در اینجا چارچوبی نظری برای ایجاد مرزهای مدول ذخیره سازی و از دست دادن کامپوزیت های جدا شده زیستی ایجاد شد. محدوده ها ابتدا توسط تجزیه عنصر محدود انجام شد. سپس چارچوب برای بررسی نحوه ذخیره سازی و تخلیه کامپوزیت های بیوفیزیک در برابر مجموعه ای از پارامترهای هندسی و مواد تشکیل دهنده از جمله توزیع، حجم و نسبت عرض پلات های معدنی و همچنین فرکانس بارگیری متفاوت است. در یک روش بازگشتی، مرزها برای کامپوزیت های بیوفیزیک با سطوح مختلف سلسله مراتب ساختاری گسترش یافته و اثر سلسله مراتب ساختاری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در مقایسه با دیگر ساختارهای ساختاری، ساختار پویا در پله ها به طور کلی باعث افزایش شدت افت ولتاژ بالا می شود. محدوده های مشتق شده در این مقاله نه تنها بینشی نسبت به رفتارهای محرک کامپوزیت های بیولوژیکی تحمل بار را اضافه می کنند بلکه ابزار مفید برای ارزیابی و طراحی مدول پویای کامپوزیت های الهام گرفته از زیست محیطی را نیز ارائه می دهند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
پیش نمایش مقاله
برای مدول پویای کامپوزیت های یک طرفه با توزیع های پراکنده پلاکت ها
چکیده انگلیسی
Load-bearing biological materials like bone, nacre and tendon are bio-composites with superior mechanical properties to resist static and dynamic loadings and thus have been intensively studied not only for understanding the structure-property relationship but also for developing novel bioinspired materials. Here a theoretical framework was developed to establish the bounds for the storage and loss moduli of the bioinspired staggered composites. The bounds were first verified by the finite element analysis. Then, the framework was utilized to study how the storage and loss moduli of the bioinspired composites vary against a series of geometrical and constituent material parameters including the distribution, volume fraction, and aspect ratio of the mineral platelets, as well as the loading frequency. In a recursive way, the bounds were further extended for bioinspired composites with multiple levels of structural hierarchy, and the effect of structural hierarchy was investigated. The results showed that, in comparison with other structural architectures, stairwise staggering structure generally gives higher loss viscoelasticity. The bounds derived in the present paper not only add insights into the damping behaviors of load-bearing biological composites but also provide a useful tool to estimate and help design the dynamic moduli of bio-inspired composites.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Composite Structures - Volume 167, 1 May 2017, Pages 152-165
نویسندگان
, , , , ,