力学和贻贝附着力:散装孔隙度如何帮助物体更好地粘附

菌斑多孔结构在贻贝粘附中的作用:使用体积图案控制粘附的意义

Ahmed Ghareeb和Ahmed Elbanna——《应用力学杂志》(2018)

文摘:贻贝附着是科学家和工程师非常感兴趣的问题。最近的显微成像表明，贻贝材料是多孔的，有图案的空隙分布。在本文中，我们研究了孔隙分布对弹性多孔板的界面-整体响应的影响，该弹性多孔板的灵感来自于贻贝斑块，通过内聚界面粘接在刚性基体上。利用半解析方法表明，裂纹附近孔隙的存在降低了裂纹扩展的驱动力，提高了体系的有效延性和断裂韧性。我们还演示了破坏模式如何在边缘裂纹扩展和内部裂纹成核之间切换，这取决于界面附近块体的几何特征。数值上，我们用有限元法研究了两种不同的空洞模式;统一和分级。在位移控制荷载下，对每种情况进行了分析。我们表明，通过改变孔隙大小、级配或体积分数，我们可以控制峰值拉力、破坏时的最大伸长率以及完全分离时耗散的总能量。我们讨论了我们的结果对设计增强界面行为的体非均质性的影响。

链接:http://appliedmechanics.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?arti..。

论文:http://publish.illinois.edu/mcslabuiuc/files/2018/09/Ghareeb_Elbanna_jam..。