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粘弹性接触
我有点惊讶，在这个新论坛的介绍看到提到弹性和塑性接触，但没有具体提到粘弹性接触。
在商用压痕测试仪器的时代，粘弹性接触力学的检查，两者的背景下聚合物和生物组织，似乎有了新的生命。近似地说，对于时域的压痕测试，基本力学除了20世纪60年代的几篇经典论文之外并没有多大进展:李和拉多克，J.阿普尔。机械工程，27 (1960)438;88 (1966) 845然而，实验数据分析技术的实施已经取得了实质性的进展。对于球形压头，使用线性粘弹性模型来表征材料的蠕变或松弛函数直截了当的。最近的实验研究已经证实了这一点，而更多尖锐的接触仍然存在一些挥之不去的问题包括伯科维奇锥形压头(最常见的商业压头)。尖锐接触似乎会引起非线性粘弹性响应。其他最近感兴趣的话题包括频域测量以及对振荡接触和粘附。(虽然在KLJ在接触力学中最受欢迎的话题列表，粘弹性接触已成为最近KLJ出版物的主题!)虽然粘弹性接触力学的研究近年来一直很强大，但可能在信息传播和建立可供非专家使用的可接近的实验技术方面仍然存在挑战。
论坛:
两个粘弹性表面之间的接触
似乎大多数论文都是关于粘弹性材料被刚性压头穿透的行为。是否有任何工作(理论或实验)在两个粘弹性表面之间的接触?谢谢。
两个粘弹性表面之间的接触
大点;我的文章强调粘弹性接触的一部分远远超过其他主题。对于材料表征目的，例如通过压痕测量粘弹性，这是我发布的主要主题，接触是在柔性和时间相关层和压痕之间，压痕在机械响应中相对坚硬(或刚性)和时间无关。因此，粘弹性完全是问题的一个方面。
两个粘弹性表面之间的接触最常出现在我能想到的两个地方:(1)“腹泻”关节接触的生物力学研究(2)两个粘弹性体之间的粘连——这是一篇关于这个主题的好论文这一个由Falsafi等人，J.流变学1997以及肯·约翰逊最近的许多工作，包括这。
两个粘弹性表面之间的计算接触
我只是想在这里插话，出于一些原因，这是一个非常具有挑战性的计算问题。我以前的博士后Ilinca Stanciulescu(现在在伊利诺伊)和我一直在研究这个，研究一些有趣的实验结果，我们观察到刺激反应性水凝胶之间的接触。我相信我们会在今年夏天完成一些可能会对研究这类问题的研究人员非常感兴趣的东西。
你好，多尔博教授。我也是
你好，多尔博教授。我对这个话题也很感兴趣。其中一个具有挑战性的问题是建立水凝胶在冲击过程中的模型。超弹性模型是模拟其非线性弹性行为的理想选择。此外，我还想了解更多关于水凝胶失效的知识。由于缺乏实验研究，我发现，据我所知，对失效机理的研究很少。我认为这是一个可以做一些优秀工作的空白。
水凝胶的影响
这是一个非常有趣的问题，从军事和汽车损伤生物力学的角度来看，这是一个具有许多临床相关性的问题。
虽然超弹性模型在这里可能有用，但对于水凝胶来说，孔隙弹性响应(考虑到饱和多孔固体的流固相互作用)也可能非常重要。我发现在软材料的非线性弹性方面发表了更多的工作，而潜在的重要时间效应被忽略了;特别是在冲击加载中，时间因素是一个关键的考虑因素。
从损坏和失效的角度来看，我完全同意失效机制在很大程度上也处于雷达之下，这里有重要的研究机会。
你可能会对APS Selvadurai的论文感兴趣，孔隙弹性接触的静态损伤建模
水凝胶的力学会成为jClub的一个合适的话题吗?
我刚刚开始学习孔隙弹性，水凝胶，弹性溶剂等。我之前对最后一个主题有过一些经验，但我可以证明，这三个主题都是同一个想法的应用。在一两个星期内，我会在我的先进的弹性课程。通过这种方式，我可以和我的学生以及其他机械师一起学习这门学科。万博体育平台米歇尔，谢谢你反复回到粘弹性和孔隙弹性的问题上。
在日程表上jClub在美国，七月仍然开放。
也许……7月刊主题反馈
志刚:我对“水凝胶力学”知之甚少。我很难说这个话题是否会引起广泛的兴趣。我将阅读更多关于这个主题.....也许我会等你的笔记!
无论如何，如果这个主题中有有趣的力学问题(比如柔性电子)，那么它肯定会是一个不错的7月主题。
关于《j俱乐部》，我想说点离题的话，其中一个原因是我一直在思考一个非常具体的想法，我将在这里与大家分享并征求反馈。正如你在j俱乐部的问题列表中所注意到的，大多数主题(除了少数例外)都是有些专业化的，例如生物、纳米等。我一直在想，围绕“理性连续体力学的基础”展开的主题是否会让人感兴趣。换句话说，机制中是否存在值得讨论的开放或有争议的“基本”问题?
俱乐部——水凝胶
我喜欢你关于在即将到来的jClub主题中讨论基本连续介质力学的想法，但我相信水凝胶的主题会让我感兴趣，因此我建议在今年晚些时候讨论它。水凝胶的主题可以与线性孔隙弹性的基础教程相结合，这似乎也是这个社区感兴趣的主题。
水凝胶力学
伙伴们,
我同意米歇尔的观点。在软水凝胶中，含水量在50%-90%之间。流体流动绝不能被忽视。水凝胶力学响应的建模不是一件容易的事情。目前的力学本构模型在我的理解中可以分为两大类:单相和多相。在单相模型中，出现了各种非线性弹性(如超弹性)和粘弹性模型。水凝胶在压缩蠕变等实验中表现出明显的时间依赖性。在这个意义上，非线性弹性模型当然有局限性。
双相模型用于模拟多孔介质中的流体流动已经有20多年的历史了(可以追溯到1980年)。
直到最近，这个想法才被引入到水凝胶力学中。一些研究使用了双相弹性(Broom和Oloyede 1998;Silva et al 2005;Lei and Szeri 2007)或双相粘弹性模型(Olberding and Suh 2006在他们的书房里。需要更多的实验观察来了解水凝胶中流体的流动行为，特别是在表层的流动行为。它不仅对应力应变响应非常重要，而且对表面摩擦学行为也很重要，因为水凝胶被认为可以取代关节承载组织。
我现在正在研究水凝胶的双相粘弹性模型。我很乐意继续在这个论坛上与社区交流。
顺便说一句，我喜欢这个关于水凝胶力学的想法!多博医生，很高兴在这里见到你。我喜欢读你最近发表的关于水凝胶的文章。
引用:
Broom, n.d.和A. Oloyede(1998)。“用一个水凝胶系统模型说明了软骨中物理化学肿胀的重要性。”生物材料19(13): 1179 - 1188。
李福荣、李志强(2007)。本构模型的逆向分析:生物软组织。生物力学杂志40(4): 936 - 940。
李志强，李文明，李志刚，关节软骨的应力松弛与双相蠕变:理论与实验，[J]。生物力学、设计、Vol.102 pp73 1980 ~ 84
徐俊峰、徐俊峰(2006)。“双相多孔粘弹性水凝胶材料参数识别的双重优化方法:在超柔顺软组织中的潜在应用。”生物力学杂志39(13): 2468 - 2475。
Silva, P.， S. Crozier等(2005)。轴向压缩下椎间水凝胶盘模型的孔弹性蠕变试验与有限元分析材料科学-医学材料杂志16(7): 663 - 669。
开封
水凝胶失效，力学
魏、
谢谢你的评论。事实上，我们研究水凝胶失效(刺激反应凝胶)已经有一年半了，并且看到了一些非常有趣的事情。讨论了我们的一些早期结果在这里。
我也有一些论文讨论了刺激反应凝胶的化学力学和热力学模型。提供了讨论和论文链接在这里。
粘弹性接触时的热效应
多尔博教授和米歇尔
非常感谢。我认为另一个问题是粘弹性接触期间的热效应(例如与水凝胶的冲击)。的在撞击过程中，能量的耗散产生了热量。所以它与水凝胶的热力学性能(导热性，时间尺度等)密切相关，你能谈谈在瞬态冲击过程中的这一点吗根据你的理解？我也欢迎其他人的任何评论。
谢谢。
水凝胶撞击中的热效应?
我以前没有想过这个有趣的问题。水凝胶和生物材料与传统工程材料截然不同的原因之一是水。潮湿的材料受到水的奇异而奇妙的特性的影响，这是相当不可思议的anomolous液体。在这个问题的背景下，最重要的是，水的高导热系数(所有液体中最高的)有助于防止像我们这样的“湿”生物的局部热波动和温度变化，因此我不一定期望水凝胶撞击会产生很大的热效应。
非控制膜(PDMS)粘接的研究
对于JKR方程不适用(线性拟合)的非控制薄膜，是否有任何方法可以找到附着功?谢谢你！
如果薄膜和压头都是弹性的，请给我推荐一些纸张
我正在用PDMS制作的薄膜和压头(PDMS半球)做粘附实验。我想知道JKR理论在这方面的应用是否有效，请给我推荐一些相关的论文。
谢谢你！
压痕非线性粘弹性垫
米歇尔,
很高兴看到你提出了粘弹性材料的话题。我也希望在非线性粘弹性材料上做更多的工作，我认为这对软物质很重要，包括生物组织和凝胶基系统，如食品。此外，对于这些材料，几何效应是相当重要的，但大多数理论都涉及理想条件，例如无限/半无限样本量。对于弹塑性材料，变形集中在局部，因此一个合适尺寸的样品就足够了，但对于经历大变形的弹性体，这就不太清楚了。我相信有一些关于这个主题的出版物(例如Anand and Scanlon 2002, Karduna et al. 1997, Costa and Yin 1999)，但我不认为存在一个简单的方案来描述几何和材料属性之间的关系。话虽如此，自从2005年转行后，我确实失去了与这一领域的出版物的联系——我注意到你自2005年以来的一系列出版物。在此之前，我曾在帝国理工学院从事食品非线性粘弹性压痕的研究，并曾用有限元法研究过压痕的几何效应。然而，这份手稿却成了调换工作的牺牲品。当然，在其他领域，对压痕的理解也会有所帮助，比如剑桥大学的注射工作和帝国理工大学的切割工作。
米歇尔:谢谢
米歇尔:
谢谢你提出了一个关于非线性粘弹性固体缩进的话题。我在橡胶行业工作，对这个话题很感兴趣。我知道关于这个话题的文献很少。如果你能给我一些文章，我将非常感激，这将有助于我理解这个问题的一些挑战，以及一些可能的解决方案。FEA和实验工作对我都有帮助。
谢谢
Nitesh
非线性粘弹性材料的压痕
线性粘弹性材料的压痕问题，无论是在数学上还是在实验中都得到了相当充分的研究。然而，正如一些评论所指出的，对非线性粘弹性材料(包括橡胶、软组织和水凝胶)的压痕分析存在挑战。后一种材料的粘弹性与孔弹性问题也使其进一步复杂化。
通常在生物力学领域，这种类型的分析依赖于有限元实现和基于反向建模的参数估计技术。然而，也有分析方法。在有限元执行或分析方法中，无论是在线性或非线性粘弹性的情况下，都必须假设本构模型的某种先验形式，因为阶梯加载(允许明确粘弹性测量的条件)在实验上是不可能的。
在线性粘弹性中，弹性响应假定为线性，必须选择蠕变或松弛函数形式;在基于应变-时间或应力-时间可分性的非线性粘弹性中(通常称为“准线性粘弹性”或YC Fung之后的QLV模型)，必须选择弹性和(归一化)时间相关响应的单独函数形式。这种可分性的简化对一些材料有效，对另一些材料则不太有效;一个讨论是在本文中。
要确定一种材料是表现为线性还是非线性粘弹性是一个简单的过程，尽管耗时，因为压痕测试必须在一定范围的载荷或位移水平上进行。如果假设进行线性粘弹性分析，然后发现所得的行为确实与水平无关，那么材料的行为就是线性粘弹性的。这可以通过两种方式实现，(1)使用fit-and-predict方案用几组数据，或(2)由独立计算参数进行一系列不同级别的测试。
如果参数不是水平无关的，那么上述两个测试中的任何一个都失败了，那么就会出现一些非线性。这里更大的问题通常是非线性可能来自两个来源之一:(1)实际的材料非线性，或(2)非线性是由于样品是一个有限的厚度，在一个实质上(几个数量级)更硬的基板上产生的。解卷积这两种非线性，材料和几何，是棘手的部分。来自薄膜力学领域可能会有帮助，但需要做些工作。
关于这个主题的文章确实很少;我有几件事情要做最后的准备，一旦它们准备好了，我就会标记出来。
水凝胶
实际上，食品中使用的许多凝胶，如琼脂，明胶，几乎没有粘弹性(G'远大于G'或平应力松弛行为)。这并不意味着“孔隙度”不重要，尽管在其他问题中反映了水的协同作用。我以前研究过生物组织但是它们的j型应力-应变曲线让它们很难得到一个形状良好的样本不是吗?
再保险:水凝胶
非常有趣的评论。
在水凝胶和时间相关响应的背景下，您考虑的时间/频率范围是什么?我不愿说某样东西不是或几乎不是粘弹性的，因为这种说法只适用于实验的时间/频率范围!一个明显的弹性响应有时只是在一个(绝热或等温)模极限下的结果，而大部分时间相关的行为可能在不同的时间/频率范围内占主导地位。
关于生物样品的制备，很好的观点。一个非常古老的笑话是，实际的狗骨不是“工程狗骨”形状的良好拉伸试件!这就是为什么压痕测试在生物样本中如此受欢迎的原因之一:它更容易进行测试。软组织当然比骨头更难处理;对于骨头，你至少可以尝试机器一个“狗骨”样本，尽管我已经看到了一些讨论潜在的微裂纹损伤作为样本加工的结果。
我不喜欢软组织的“j型”反应;他们中的许多人都有一个总体二次响应在低至中等菌株和潜在的(但并不总是，取决于胶原蛋白取向分布)“线性”区域，招聘“阶段是完整的，特别是在肌腱等排列组织中。但在具有平面胶原蛋白取向的膜和组织中，在任何可区分的“线性区域”之前可能发生失败。
粘弹性
米歇尔,
你是对的，我很想加上“在一个典型的英斯特隆测试的时间范围内”，但我决定不这样做，我意识到这是一个错误。这很像软固体的“屈服应力”概念和测量它的持续时间，我那些更开明的同事喜欢争论(想想产品的保质期，做一个符合这个时间框架的测试)。
我认为压痕之所以流行的另一个原因是，它可能是唯一可以在体内进行的测试!!想象一下，通过取一块大脑来做压缩测试来探测大脑的肿胀....
由于米歇尔
米歇尔,非常感谢您为我提供了一些关于这个话题的启发，关于非线性粘弹性材料的压痕，有什么特别的论文我应该开始学习吗?谢谢
Nitesh
非线性VE缩进的资源
我不知道关于非线性粘弹性材料压痕基础知识的一本好的期刊参考(你可能已经在当前的文献中发现了一个空白!)然而，阅读线性粘弹性材料的压痕(Johnson's Contact Mechanics第6.5节)和非线性材料的压痕(同一本书第6.6节)也无妨，尽管这里对非线性的处理主要集中在塑性上，而不是具有应变加劲响应的材料。
我还推荐Findley, Lai和Onaran的《非线性粘弹性材料的蠕变和松弛与线性粘弹性介绍》一书作为非线性粘弹性的一般文本。然而，他们对压痕的处理(甚至是线性粘弹性)似乎缺乏对Lee, Radok, Ting(和其他人)的工作的认识，他们解决了球面冲压几何形状产生的移动边界条件问题。
米歇尔，非常感谢
米歇尔,
非常感谢您的及时回复，您建议的推荐人将会有很大帮助。如果你在这方面遇到更多好的推荐人，请告诉我，我将非常感激。
谢谢
Nitesh
粘弹性纳米压痕的一些观察
很高兴在这个论坛上看到一些关于粘弹性接触的有启发意义的讨论。与弹性压痕测量机械性能的方法不同，利用纳米压痕测量粘弹性性能仍然是一个没有得到充分重视的话题。近年来，粘弹性压痕的研究取得了一些成果，例如扁冲压头粘弹性压痕的蠕变/松弛行为，测量蠕变柔量和松弛模量使用nanoindentation,尖锐的粘弹性压痕。对于这个领域的非专家，a自由软件从卢红兵博士的团队可用来解决蠕变顺应使用恒定速率/阶梯加载条件。当粘弹性材料有不同的毒药比时，纳米压痕可以用来测量两个独立的材料函数。然而，粘弹性压痕的研究，特别是非线性粘弹性接触的研究还远远没有完成。即使在线性粘弹性条件下，为了更好地理解粘弹性压痕，仍有许多问题有待解决，如整个卸载过程、各向异性粘弹性材料的压痕等。
弹性体薄膜的改性蠕变试验
粘弹性接触对我来说是一个非常有趣的话题。在柔性电子和生物相关应用中，我们可能会遇到许多涉及软材料接触的情况。最近，我对弹性体薄膜进行了平端圆柱形尖端的压痕实验。在各种形状的压头中，扁头在压痕过程中只提供恒定的面积，这使得压痕实验的分析比其他形状的压痕实验更容易。附上的手稿是我们的实验总结，最近提交给了期刊。手稿中的理论是基于我们对粘接在刚性基材上的弹性薄膜上的扁平压痕的解决方案的发展，这也将很快提交给期刊。由于PDMS薄膜的柔顺性，因此考虑了XP纳米压头系统的头部动力学。即使弹性体薄膜PDMS(聚二甲基硅氧烷)被测试，压痕深度约为薄膜厚度的10%，我们使用粘弹性的线性理论来量化时域的松弛模量。我希望这种压痕方法和结果将有助于我们对粘弹性材料的理解。
Seungtae崔
研发人员
新加坡理工大学微系统实验室
大韩民国
PDMS薄膜的粘弹性?
在PDMS中有多少粘弹性变形?它的响应是我见过的最接近于时间无关弹性材料的东西!
其他一些最近的论文也考虑了薄膜中的压痕粘弹性:
张建军，张建军，张建军，等。薄膜在刚性基板上的压痕响应，材料工程，19(2004):397 - 397。材料研究学报，19(2004)3120-1。
张云云，张玉文，曾建军，硬弹性基底上粘弹性聚合物薄膜的力学性能研究。j .板牙。学报，2004,19(10):3053-61。
当然，这个问题的经典论文(柔性薄膜在软基材上的平冲压痕)实际上是在生物力学文献中:
王海涛，李建军，李建军，等。关节软骨压痕试验的数学分析。中华生物医学杂志，1997,25(5):541- 551。
这是链接
应变在平均意义上约为10%。你的观点非常正确，因为PDMS在相当大的应变水平上是有弹性的，但它可以是粘弹性的。我们确实发现了PDMS的时间依赖性行为。甚至我们观察到残余变形(我们可以称之为粘塑性行为)。您可以从链接中看到结果。
http://me.kaist.ac.kr/~fracture/stchoi/Nanoindentation.pdf
Seungtae崔
研发人员
新加坡理工大学微系统实验室
大韩民国
骨中的粘弹性纳米压痕
我同意粘弹性压痕在历史上很少受到关注，但这种情况似乎正在迅速改变!最近在文献中的活动爆发似乎是由对聚合物(和聚合物基质复合材料)表征和生物材料研究的兴趣分别驱动的。我自己的动机最初是在描述生物材料，我们终于开始取得一些进展。
一项关于骨上尖锐(Berkovich)粘弹性纳米压痕可变性的研究刚刚发表:
王晓明，高春春:骨愈合过程中黏性、弹性和塑性压痕反应的局部变化，材料科学，18(2007)623-8。
(令人费解的是，它还没有出现在该杂志的网站上，但我之前发布了一份预印本在这里。)
这是对最近两项关于骨球形压痕粘弹性的研究的补充:
张建军，张建军，张建军，等。基于纳米压痕的骨黏弹性特性研究。哲学杂志，86(33-35)(2006)5691 - 5703。
杨建军，杨建军，李建军，杨建军，杨建军，杨建军。水合作用对骨微力学性能的影响。材料研究，21(2006)1962-8。
还有一篇特邀评论论文:
王志军，张建军，张建军，等。生物材料微尺度压痕的粘弹性效应。
发表在国际表面科学与工程学报，2007,Vol. 1, No.2/3 pp. 180 - 197。
建议我一些关于以下问题的论文
我正在用PDMS制作的薄膜和压头(PDMS半球)做粘附实验。我想知道JKR理论在这方面的应用是否有效，请给我推荐一些相关的论文。
谢谢你！
粘弹性压痕粘附
凯西·沃尔的实验室最近发表了一组很好的论文，包括:
张国强，张国强。基于jkr的准静态和动态压痕力曲线分析方法的比较胶体与界面科学学报生物工程学报，29(2):652-662(2006)。
Wahl KJ, Asif SAS, Greenwood JA, Johnson KL，微米尺度尖端和柔性聚合物之间的振荡胶粘剂接触。胶体与界面科学学报，第296卷，第1期，2006年4月1日，页178-188。
我还喜欢:
Basire C和Fretigny C，用力显微镜观察粘弹性样品的粘附动力学。摩擦学通报，10(2001)189-93。
希望这对你有帮助!
弹性K和粘弹性G
米歇尔
我看了你上面引用的一些论文和其他相关的文章。我发现它们很有趣。当我们假设弹性K和粘弹性G时，我们会得到与时间有关的E和。K和E与nu有关。我的问题是:
材料在拉伸和压缩中的行为可能会有所不同。所以当我们从K计算E时，我们指的是哪个E(张力还是压缩)?还是我们假设材料的拉力和压缩E值是相同的?在实际中，哪个实验E模量与我们从K得到的E值相对应?
我期待看到你的评论
Milliyon
PDMS的超弹性与粘弹性模型
嗨！我正在研究PDMS的建模。我之前关注的是粘弹性。然而，在今天的小组会议上，有人提到了基于超弹性的其他模型。现在我不确定哪一个是更好的建模PDMS这种材料?非常感谢!
粘弹性/热塑性桥梁
大家好，我是约旦结构工程专业的一名硕士研究生。我的论文是关于热塑性桥梁的有限元分析，所有的模型部分都是由热塑性塑料制成的，热塑性塑料是一种粘弹性材料，我通过弛豫曲线计算了材料的性能，我想问一下是否有一种方法来验证我计算过的对吗?