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粘弹性接触
我有点惊讶这个新论坛的介绍看到提到弹性和塑料接触，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验，两者都在上下文中聚合物而且生物组织，似乎有了新的生命。首先，对于时域压痕测试，基本力学除了20世纪60年代的几篇经典论文之外并没有太大的进展:Lee和Radok, J. Appl。机械27(1960)438和Ting TCT, J.应用。机甲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。球面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悬而未决的问题包括Berkovich锥体压头(最常用商业压头装运)。尖锐接触似乎引起非线性粘弹性响应．其他近期感兴趣的话题包括频域测量检查振荡接触和粘附．(虽然没有提到KLJ在接触力学中最受欢迎的主题列表，粘弹性接触已经成为最近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刚性压头穿透的粘弹性材料的行为。在两个粘弹性表面之间的接触上有任何功(理论或实验)吗?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个部分远远超过这个主题的其他主题。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，接触是在柔顺的和随时间变化的层与相对刚性(或刚性)和机械响应不受时间影响的压头之间。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)“屈腹”关节接触的生物力学研究例如膝关节或髋关节，其接触是两个粘弹性/多孔弹性软骨层(长骨表面厚几毫米)之间的接触，以及(2)两个粘弹性体的粘附——关于这个主题的一篇很好的论文是这一个Falsafi等人，J.流变学1997年以及肯·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
我只是想在这里插一句，由于一些原因，这是一个非常具有计算挑战性的问题。我以前的博士后Ilinca Stanciulescu(现在伊利诺斯州)和我一直在研究这个问题，研究一些有趣的实验结果，我们已经观察到刺激反应水凝胶之间的接触。我相信今年夏天我们会完成一些工作，这可能会引起研究这类问题的研究人员的极大兴趣。
嗨，Dolbow教授。我也是
嗨，Dolbow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水凝胶在冲击过程中的建模。超弹性模型是模拟其非线性弹性行为的理想模型。除此之外，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，据我所知，关于失效机理的工作很少。我认为这是一个可以做一些优秀工作的间隙。
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，它与临床有很大的相关性。
虽然超弹性模型在这里可能是有用的，但对于水凝胶，孔隙弹性响应(考虑饱和多孔固体的流固相互作用)也可能相当重要。我发现更多的工作是关于软材料的非线性弹性方面的，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。
从损伤和失效的角度来看，我完全同意失效机制在很大程度上也不受关注，这里有重要的研究机会。
你们可能会对APS Selvadurai的论文感兴趣，多孔弹性接触的稳态损伤模型
水凝胶力学会成为jClub的合适话题吗?
我刚刚开始学习孔隙弹性，水凝胶，弹性溶剂等。我以前对最后一个主题有过一些经验，但可以这样说，这三个主题都是同一个思想的应用。在一两个星期内，我将在我的博客上发布一段关于这个主题的笔记先进的弹性课程。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。
在日程上jClub7月仍然开放。
也许……七月号主题的反馈
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话题.....也许我会等你的笔记!
在任何情况下，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。
稍微离题一点，关于j俱乐部，我一直保持空缺的原因之一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。正如你会在j俱乐部的问题列表中注意到的，大多数主题(少数例外)都有点专业化，例如生物，纳米等。我一直在想，以“理性连续介质力学的基础”为主题是否会引起人们的兴趣。换句话说，力学中是否存在值得讨论的开放性、争议性或“基本”问题?
jClub——水凝胶
我喜欢你关于即将到来的jClub的基本连续介质力学主题的想法，但相信水凝胶主题会感兴趣，因此会在今年晚些时候推荐它。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中一些感兴趣的主题。
水凝胶力学
伙伴们,
我同意米歇尔的观点。在软水凝胶中，水的含量在50%-90%之间变化。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可以分为两大类，在我的理解，单相和多相。在单相模型中，有各种非线性弹性(如超弹性)和粘弹性模型。水凝胶在压缩蠕变试验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。
解释多孔介质中流体流动的双相模型已被用于软骨模型20多年(可追溯到Mow V.C. 1980年)。
直到最近，这个想法才被引入水凝胶力学。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和Suh 2006)。要了解水凝胶中流体的流动行为，特别是表层的流动行为，还需要更多的实验观察。这不仅对应力-应变响应非常重要，而且对表面摩擦学行为也非常重要，因为水力凝胶被专家用来取代关节承载组织。
我现在正在研究凝胶的双相粘弹性模型。我很乐意在这个论坛上与社区保持沟通。
顺便说一句，我喜欢杂志俱乐部的水凝胶力学的想法!杜波医生，很高兴在这里见到你。我喜欢读你最近关于水凝胶的出版物。
引用:
Broom, N. D.和A. Oloyede(1998)。“用模型水凝胶系统说明了软骨物理化学肿胀的重要性。”生物材料19(13): 1179 - 1188。
雷锋，A. Z. Szeri(2007)。本构模型的逆分析:生物软组织生物力学杂志40(4): 936 - 940。
李志刚，李志刚，李志刚，关节软骨受压蠕变与应力松弛的实验研究，中华民国。生物力学、设计、Vol.102 pp73 1980 ~ 84
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:超柔顺性软组织的潜在应用。生物力学杂志39(13): 2468 - 2475。
席尔瓦，P.， S.克罗泽等人(2005)。椎间水凝胶椎间盘模型在轴向压缩时的实验和有限元孔隙弹性蠕变响应分析。材料科学杂志——医学材料16(7): 663 - 669。
开封
水凝胶失效，力学
魏、
谢谢你的意见。事实上，我们已经研究水凝胶失效(在刺激反应凝胶中)大约一年半了，并且看到了一些非常有趣的事情。我们讨论了一些早期的结果在这里．
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建模。提供了讨论和论文链接在这里．
粘弹性接触时的热效应
Dolbow教授和Michelle
非常感谢。我认为另一个问题是粘弹性接触时的热效应(例如与水凝胶的撞击)。的热量是由撞击过程中的能量耗散产生的。所以这与水凝胶的热机械性能(热导率，时间尺度等)密切相关。您能谈谈瞬态冲击过程中的这一点吗从你的理解？我也欢迎其他人的评论。
谢谢。
水凝胶撞击中的热效应?
我以前没有想到过这个有趣的问题。使水凝胶和生物材料与经典工程材料截然不同的原因之一是水。潮湿的材料会受到水的奇怪而奇妙的性质的影响，这是相当anomolous液体．在这个问题的背景下，最重要的是，水的高热导率(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，因此我并不一定期望水凝胶撞击会产生很大的热效应。
在非控制薄膜(PDMS)上寻找粘附力的工作
对于不适用JKR方程(线性拟合)的非控制薄膜，是否有方法求附着力功?谢谢你！
如果薄膜和压头都是弹性的，建议给我一些纸
我正在用PDMS制作的压头(PDMS半球)和薄膜进行粘附实验。我想知道JKR理论在这方面应用的有效性，请给我一些相关的论文。
谢谢你！
非线性粘弹性垫的压痕
米歇尔,
很高兴看到你提出了粘弹性材料的问题。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(包括生物组织和凝胶基系统，如食品)很重要。此外，对于这些材料，几何效应是相当重要的，但大多数理论都与理想条件有关，例如无限/半无限样本量。对于弹塑性材料，变形集中在局部，因此适当大小的样品就足够了，但对于发生大变形的弹性体，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和Scanlon 2002年，Karduna等人1997年，Costa和Yin 1999年)，但我不认为一个简单的方案来描绘几何和材料属性之间的存在。话虽如此，自从2005年转到工业领域以来，我确实与这一领域的出版物失去了联系——我注意到您自2005年以来的一系列出版物。在此之前，我曾在帝国理工大学从事食品非线性粘弹性压痕的研究，并起草了一份手稿，利用有限元来研究几何效应。然而，手稿却成了工作转换的牺牲品。当然，在其他领域，对压痕的了解也会有所帮助，例如剑桥大学的注塑工作和帝国理工大学的切割工作。
谢谢
米歇尔:
感谢你提出非线性粘弹性固体的压痕问题。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。如果您能给我指引一些文章，我将非常感激，这将帮助我理解这个问题的一些挑战，以及一些可能的解决方案。有限元分析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已经在数学和实验中得到了很好的探索。然而，正如这里的一些评论所指出的，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。后者由于粘弹性-孔隙弹性问题而进一步复杂化。
通常在生物力学领域，这种类型的分析依赖于基于逆向建模的FE实现和参数估计技术。然而，也有分析方法。无论是在有限元的实施或在分析方法中，无论是在线性或非线性粘弹性的情况下，一些本构模型的先验形式必须假设，因为步进加载(条件，将允许明确的粘弹性测量)是实验上不可能的。
在线性粘弹性中，弹性响应假设为线性，必须选择蠕变或松弛函数形式;在基于应变-时间或应力-时间可分离性的非线性粘弹性(通常称为“准线性粘弹性”或YC Fung之后的QLV模型)中，必须选择弹性响应和(归一化)时间相关响应的单独函数形式。这种可分离性的简化适用于某些材料，而不适用于其他材料;讨论是在这篇论文中．
要确定一种材料是否表现为线性或非线性粘弹性是一个简单的过程，尽管耗时，压痕测试必须在一定的载荷或位移水平范围内进行。如果你假设进行线性粘弹性分析，然后发现所得到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完成，(1)通过使用afit-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水平的测试。
如果参数不是水平无关的，以至于上面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以来自两个来源之一:(1)实际的材料非线性，或(2)由于样品是一个有限厚度的样品，它位于一个本质上(几个数量级)更硬的衬底上而引起的非线性。解卷积这两个非线性，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，但还有工作要做。
关于这个主题的出版物确实很少;我有几件事情在最后准备中，一旦它们准备好了，我就会标记出来。
水凝胶
事实上，食品中使用的许多凝胶，如琼脂，明胶，几乎没有粘弹性(G'比G'大得多，或平坦应力松弛行为)。这并不意味着“孔隙度”不重要，尽管这反映在水的脱水和其他问题上。我以前看过生物组织，但是它们的j型应力-应变曲线让它们很难得到一个形状很好的标本，不是吗?
再保险:水凝胶
非常有趣的评论。
在水凝胶和时间依赖性反应的背景下，您考虑的时间/频率范围是什么?我很犹豫说什么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)模量极限的结果，而大量的时间依赖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，很有道理。一个非常古老的笑话是，真正的狗骨头不是“工程狗骨头”的形状，不适合拉伸测试标本!这也是压痕测试在生物样品中如此受欢迎的原因之一:进行测试要容易得多。软组织当然比骨骼更困难;对于骨头，你至少可以尝试加工一个“狗骨”标本，尽管我已经看到一些关于标本加工可能造成微裂纹损伤的讨论。
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应变和潜在(但不总是，取决于胶原蛋白取向分布)的“线性”区域时，招聘相是完全的，特别是在排列整齐的组织如肌腱中。但在平面胶原蛋白取向的膜和组织中，失效可能发生在任何可区分的“线性区域”之前。
粘弹性
米歇尔,
你是对的，我很想添加“在典型的Instron测试的时间框架内”，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，以及我更开明的同事喜欢争论的测量它的持续时间(想想产品的保质期，并做一个测试来匹配这个时间框架)。
我认为压痕流行的另一个原因是，它可能是唯一可以做的测试!!想象一下，通过取一块大脑进行压缩测试来探测大脑的肿胀....
由于米歇尔
米歇尔,非常感谢您为我解释了这个话题，关于非线性粘弹性材料的压痕，是否有我应该开始学习的特定论文?谢谢
Nitesh
非线性VE缩进的资源
我不知道一本关于非线性粘弹性材料压痕基础知识的好期刊(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(约翰逊接触力学第6.5节)和非线性材料的压痕(同样的第6.6节)也无妨，尽管这里对非线性的处理主要集中在塑性，而不是具有应变硬化响应的材料。
我还推荐Findley、Lai和Onaran所著的《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(甚至线性粘弹性)的处理似乎缺乏对Lee、Radok、Ting(和其他人)的工作的认识，这些工作解决了球形冲头几何形状引起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，您建议的参考资料将会有很大的帮助。如果你在这方面找到更多好的参考资料，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启发性讨论。与弹性压痕已经建立了测量力学性能的方法不同，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课题。近年来，人们在粘弹性压痕的研究方面作出了努力，举几个例子，例如使用平冲压头进行粘弹性压痕时的蠕变/松弛行为，测量蠕变柔量而且松弛模量使用nanoindentation,尖锐的粘弹性压痕．对于这方面的非专家，a自由软件从陆红兵博士的团队可用于解决蠕变依从性使用恒定速率/步长加载条件。当粘弹性材料具有不同的毒比时，纳米压痕可用于测量两个毒比独立的材料函数．然而，关于粘弹性压痕，特别是非线性粘弹性接触的研究还远远没有完成。即使在线性粘弹性体系中，对于粘弹性压痕的理解，仍有许多问题尚未解决，如整个卸载过程、各向异性粘弹性材料的压痕等。
弹性体薄膜的修正蠕变实验
粘弹性接触是我非常感兴趣的课题之一。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，我进行了弹性体薄膜的平端圆柱尖端压痕实验。在各种形状的压头中，扁平的压头在压痕时只提供恒定的面积，这使得它比其他形状的压痕实验更容易分析。附上的手稿是我们的实验总结，最近提交给了一份杂志。论文中的理论是基于我们对粘在刚性衬底上的弹性薄膜上的平压痕的解决方案的发展，该解决方案也将很快提交给期刊。由于PDMS薄膜是如此兼容，头部动态的纳米压头XP系统被考虑在内。即使测试了弹性体薄膜PDMS(聚二甲基硅氧烷)，并且压痕深度约为薄膜厚度的10%，我们使用粘弹性的线性理论在时域中量化松弛模量。我希望这种压痕方法和结果将有助于我们理解粘弹性材料。
Seungtae崔
研发人员
微系统实验室，SAIT
大韩民国
PDMS薄膜的粘弹性?
你们在PDMS中看到了多少粘弹性变形?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:
杨晓明，陈志强，陈志强，陈志强:薄膜在刚性衬底上的压痕响应，材料工程学报，19(2004)2487-97。材料学报，19(2004)3120-1。
张春春，张永文，曾永基，硬弹性衬底上粘弹性聚合物薄膜力学性能的提取。j .板牙。决议2004,19(10):3053-61。
当然，关于这个问题的经典论文(柔性薄膜在软基板上的平冲孔压痕)实际上在生物力学文献中:
海耶斯，柯尔LM, Herrmann G, Mockros LF，关节软骨压痕试验的数学分析。中国生物医学工程学报，2002,23(5):542 - 544。
这是链接
平均应变约为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(我们可以说它是粘塑性行为)。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
微系统实验室，SAIT
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，但这似乎正在迅速改变!最近文献活动的爆发似乎是由对聚合物(和聚合物-基质复合材料)表征的兴趣和生物材料研究分别驱动的。我自己最初的动机是研究生物材料的特性，我们终于开始取得一些进展。
一项关于骨上尖锐(Berkovich)粘弹性纳米压痕变异性的研究刚刚发表:
杨文明，高春春:骨愈合后的粘性、弹性和塑性压痕响应的局部变化，材料科学学报，18(2007)623-8。
(令人费解的是，它还没有出现在杂志的网站上，但我之前发布了一份预印本在这里．)
除此之外，最近还有两项关于骨中球形压痕粘弹性的工作:
本贝，陈建平，陈建平，陈建平，陈建平。纳米压痕法测定骨粘弹性特性与水化状态的关系。哲学杂志，86(33-35)(2006)5691 - 5703。
本贝·阿克，布希比·AJ，鲍德·A:水合作用对骨微观力学性能的影响。材料学报，21(2006)1962-8。
并邀请评论论文:
杨建民，杨建民，小尺度压痕生物材料的粘弹性效应。
发表在国际表面科学与工程学报2007年第1卷第2/3页180 - 197．
建议我一些关于以下问题的论文
我正在用PDMS制作的压头(PDMS半球)和薄膜进行粘附实验。我想知道JKR理论在这方面应用的有效性，请给我一些相关的论文。
谢谢你！
粘弹性压痕粘连
凯西·沃尔(Kathy Wahl)的实验室最近发表了一系列不错的论文，包括:
Ebenstein DM, Wahl KJ。“基于jkr的准静态和动态压痕力曲线分析方法的比较”，胶体与界面科学杂志地球科学进展，298(2):652-662(2006)。
Wahl KJ, Asif SAS, Greenwood JA, Johnson KL，微米级尖端和柔韧聚合物之间的振荡粘性接触。胶体与界面科学杂志，296卷，第一期，2006年4月1日，178-188页。
我还喜欢:
Basire C和Fretigny C，力显微镜下粘弹性样品的粘附动力学。摩擦学杂志，10(2001)189-93。
希望有帮助!
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文章。我发现他们很有趣。当我们假设弹性K和粘弹性G时，我们会得到随时间变化的E和。K和E与有关。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中计算E时，我们指的是哪个E(张力或压缩)?或者我们假设材料的拉力和压缩E值是相同的?在实践中，哪个实验的E模量与我们从K中得到的E值相吻合?
我期待着看到你的评论
Milliyon
PDMS的超弹性与粘弹性模型
这就跟你问声好！我正在做PDMS的建模。我之前讲的是基于粘弹性的。但是在今天的小组会议上，有人提到了基于高弹性的其他模型。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
大家好，我是约旦结构工程专业的硕士生。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材料制成的，这是一种粘弹性材料，我从松弛曲线中计算了材料的性质，我想问是否有一种方法可以检查我计算的对吗?