کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7168904 1463035 2018 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Effects of nanofiber orientations on the fracture toughness of cellulose nanopaper
ترجمه فارسی عنوان
اثرات جهت گیری نانوفیبری بر شدت شکست خوردگی نانوپاندر سلولز
کلمات کلیدی
نانوپانر سلولز، چقرمگی شکستگی، مدل کلاسیک برش پیوند های هیدروژنی،
ترجمه چکیده
نانوپودر سلولز دارای خواص مکانیکی برتر با هر دو قدرت و استحکام بالا است و مکانیسم شکستن کرک نانو فیبرها مهمترین نقش را به چقرمگی شکست دارد. در این مقاله، با استفاده از یک مدل اصلاح ترک خورده، کشش شکست در یک نانوساختار سلولز با شکست مواجه می شویم. در مقایسه با مدل های قبلی ترک برش، اثر نانوسیم های تمایل به سطوح کراس را در بر می گیرد. توجه خاص به وابستگی چقرمگی شکست به توزیع جهت گیری نانو فیبر در نانوپاندر سلولز است. ما از یک قانون همگرا استفاده می کنیم تا تنش برشی بین فاز نانوسیم های فایبرگشت را شامل شود که شامل خودسازی سلول های هیدروژن در میان آنها است. دو توزیع جهت گرایی نمایشی در نظر گرفته شده است که در آن نانو فیبرها به ترتیب به ترتیب یا به صورت تصادفی گرا هستند. نتایج نظری با آزمایش های مربوطه همخوانی دارد. این کار به درک ارتباط ساختار و اموال نانوساختار سلولز و طراحی نانوکامپوزیت های تقویت شده فیبر کمک می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
چکیده انگلیسی
Cellulose nanopaper exhibits superior mechanical properties with both high strength and toughness, and the crack bridging mechanism of nanofibers makes the most significant contribution to its fracture toughness. In this paper, we investigate the fracture toughness of a mode-I crack in cellulose nanopaper by using a modified crack-bridging model. Different from previous crack-bridging models, we account for the effect of nanofibers inclined to the crack surfaces. Particular attention is given to the dependence of fracture toughness on the orientation distribution of nanofibers in the cellulose nanopaper. We use a cohesive law to account for the interfacial shear stress of nanofibers, which involve self-healing of hydrogen bonds at their interfaces. Two representative orientation distributions are considered, in which nanofibers are aligned or randomly oriented, respectively. The theoretical results agree well with relevant experiments. This work helps understand the structure-property relationship of cellulose nanopaper and design other fiber-reinforced nanocomposites.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Engineering Fracture Mechanics - Volume 194, 1 May 2018, Pages 350-361
نویسندگان
, , , ,