کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7170118 1463176 2018 9 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Scale effects in the hygro-thermo-mechanical response of fibrous networks
ترجمه فارسی عنوان
اثرات مقیاس در پاسخ هیرو-حرارتی مکانیکی شبکه های فیبرنوری
کلمات کلیدی
شبکه فیبر، چند مقیاس، اثر مقیاس، واکنش هیرو-حرارتی مکانیکی،
ترجمه چکیده
پاسخ مواد فیبری به بارهای مکانیکی، هیدروکسیک و حرارتی پیچیده یک سوال پژوهشی مرتبط در بسیاری از زمینه های مهندسی است. در ادبیات، رفتار شبکه های فیبری به طور معمول با فرض شرایط بارگذاری یکنواخت در سطح میکرو سازه و با توسعه طرح های همگن سازی که روابط ساختاری-دارایی را ارائه می دهند، مورد بررسی قرار می گیرد. با این حال، در بعضی از شرایط، به عنوان مثال در رسانه های کاغذی مورد استفاده در برنامه های چاپ جوهر افشان دیجیتال، مقیاس طول بارگذاری اعمال شده (در این مورد از توزیع رطوبت) ممکن است قابل مقایسه با مقیاس طول مشخصی از میکرو ساختار بنابراین، یک توصیف همگن ممکن است برای گرفتن پاسخ شبکه فیبرنوری حتی در معنای متوسط ​​هم نباشد. در واقع، پاسخ شبکه ممکن است به رابطه بین مقیاس طول معمول بارگذاری و ساختار میکرو بستگی داشته باشد. هدف این مقاله دقیقا به بررسی اثر مقیاس بر روی پاسخ شبکه به دلیل کاربرد بارهای هیروسکوپیک (یا حرارتی) است که ممکن است به سرعت بر ساختار میکروسکوپی نوسان یابد. برای این منظور یک مدل شبکه فیبری دو بعدی مورد بهره برداری قرار می گیرد. این مدل به درستی نشان دهنده چندین ویژگی سطح شبکه است، از قبیل خواص هیپو الاستیسیته فیبر و هندسه، جهت گیری، پوشش حیاطی و غیره. این مدل با پروفیل های رطوبتی متفاوت، از نوسانات آهسته تا سریع برخوردار است. این نشان می دهد که اثر بزرگ اندازه در تغییر شکل شبکه: سریع تر نوسان رطوبت، بالاتر از فشار متوسط ​​شبکه است. با بررسی وابستگی اثر اندازه به پارامترهای مختلف میکرو سازگار، نشان داده شده است که اثر اندازه به شدت مربوط به محلول شدن تورم فیبر توسط مناطق شبکه منفرد است و به همین دلیل است که توسط اندازه متوسط ​​حفره ها .
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
چکیده انگلیسی
The response of fibrous materials to complex mechanical, hygroscopic and thermal loadings is a relevant research question in many engineering fields. In the literature, the behaviour of fibrous networks is typically investigated by assuming uniform loading conditions at the micro-structural level and by developing homogenization schemes that provide structure-property relations. However, in a number of situations, for instance in paper media used in digital ink-jet printing applications, the length scale of the applied loading (in this case of the moisture distribution) may be comparable to the characteristic length scale of the micro-structure. Therefore, a homogenized description may not be adequate for capturing the response of the fibrous network, even in an average sense. Indeed, the response of the network may depend on the ratio between the typical length scale of the loading and that of the micro-structure. The goal of this paper is precisely to investigate the scale effect on the network response due to the application of hygroscopic (or thermal) loads, which may rapidly fluctuate over the micro-structure. To this aim, a two dimensional fibrous network model is exploited. This model properly represents several network level features, such as the fibre's hygro-elastic properties and geometry, orientation, areal coverage, etc. The model is subjected to different moisture profiles, ranging from slow to fast oscillations. This reveals a pronounced size effect in the network deformation: the faster the moisture fluctuation, the higher the network's average strain. By exploring the dependence of the size effect on different micro-structural parameters, it is shown that the size effect is strictly related to the accommodation of fibre swelling by the voided network regions, and that therefore it is governed by the average size of the voids.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: European Journal of Mechanics - A/Solids - Volume 71, September–October 2018, Pages 113-121
نویسندگان
, , ,