کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7169417 1463064 2016 13 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
High toughness fibrillating metal-elastomer interfaces: On the role of discrete fibrils within the fracture process zone
ترجمه فارسی عنوان
رابطهای فلزی الاستومر فیبریلاسیون با شدت بالا: بر روی نقش فیبرهای گسسته در منطقه فرآیند شکستگی
ترجمه چکیده
سیستم های فیبریلیتیک فلز-الاستومر، که معمولا در کاربردهای الکترونیکی کششی استفاده می شود، می توانند به میزان قابل توجهی برای چقرمگی شکست رابطی نشان دهند. در نتیجه، شکاف بزرگی بین انرژی چسبندگی کم در مقیاس میکروسکوپی و کار ماکروسکوپی اندازه گیری جدایی وجود دارد. این سهم هدف این است که این شکاف انرژی را از بین بردن مکانیزم های تجزیه کننده زیرزمینی از طریق یک رویکرد چند گانه ای متوقف کند. انتقال اولیهای در کار قبلی انجام شد و به شکل گیری و تغییر شکل یک فیبر در رابط لاستیکی مس و تا شکست نگریسته شد. نشان داده شده است که کار به دست آمده از جداسازی به طور قابل توجهی بزرگتر از چسبندگی رابط در مقیاس کوچک است، با این حال یک دهه با توجه به ارزش های تجربی بیش از حد کوچک است. به منظور تعطیلی شکاف انرژی، در این سهم، با توجه به تعداد محدودی از فیبریل های هیپرآلستیکی گسسته درون منطقه فرآیند شکستگی، گذار از مقیاس دوم به دست می آید. نشان داده شده است که انتشار دینامیک انرژی ذخیره شده ذخیره شده توسط شکستگی فیبری که منجر به اختلاف فضایی فیبرهای چندگانه می شود، تعامل با ماده ی الاستومر مجزای تغییر شکل مجاور و رفتار بسیار غیر خطی الاستومر، توضیح بیشتری برای کار بالا ارزش های جداسازی علاوه بر این، یک کمبود ذاتی در فرمولاسیون منطقه همجوشی در مقیاس ماکروسکوپیک نشان داده شده است. نتایج به دست آمده از درک مکانیکی از فیزیک مربوط به خلل کردن رابط را از طریق فیبریلاسیون در رابطهای فلزی الاستومر ارائه می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
چکیده انگلیسی
Fibrillating metal-elastomer interfacial systems, typically used in stretchable electronics applications, can exhibit remarkably high values for the interface fracture toughness. Consequently, a huge gap exists between the low adhesion energy at the microscopic scale and the measured macroscopic work of separation. This contribution aims to close this energy gap by unravelling the underlying dissipative mechanisms through a multi-scale approach. The first scale transition was established in earlier work, and concerned the formation and deformation of a single fibril at the copper-rubber interface up to failure. It was shown that the obtained work of separation was significantly larger than the small-scale interface adhesion, yet a decade too small with respect to the experimental values. In order to close the energy gap, in this contribution, the second scale transition is achieved by considering a finite number of elongating discrete hyperelastic fibrils within the fracture process zone. It is shown that the dynamic release of the stored elastic energy by fibril fracture that results from the spatial discreteness of multiple fibrils, the interaction with the adjacent deforming bulk elastomer material and the highly nonlinear behavior of the elastomer provides an explanation for the high work of separation values. In addition, an intrinsic shortcoming of cohesive zone formulations at the macroscopic scale is revealed. The results provide a mechanistic understanding of the physics involved with interface delamination through fibrillation in metal-elastomer interfaces.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Engineering Fracture Mechanics - Volume 164, September 2016, Pages 93-105
نویسندگان
, , , ,