已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Bio-inspired “jigsaw”-like interlocking sutures: Modeling, optimization, 3D printing and testing

联锁 拼图 脆性 材料科学 陶瓷 复合材料 韧性 牵引(地质) 机械工程 工程类 数学 数学教育
作者
Idris A. Malik,Mohammad Mirkhalaf,François Barthelat
出处
期刊:Journal of The Mechanics and Physics of Solids [Elsevier]
卷期号:102: 224-238 被引量:87
标识
DOI:10.1016/j.jmps.2017.03.003
摘要

Structural biological materials such as bone, teeth or mollusk shells draw their remarkable performance from a sophisticated interplay of architectures and weak interfaces. Pushed to the extreme, this concept leads to sutured materials, which contain thin lines with complex geometries. Sutured materials are prominent in nature, and have recently served as bioinspiration for toughened ceramics and glasses. Sutures can generate large deformations, toughness and damping in otherwise all brittle systems and materials. In this study we examine the design and optimization of sutures with a jigsaw puzzle-like geometry, focusing on the non-linear traction behavior generated by the frictional pullout of the jigsaw tabs. We present analytical models which accurately predict the entire pullout response. Pullout strength and energy absorption increase with higher interlocking angles and for higher coefficients of friction, but the associated high stresses in the solid may fracture the tabs. Systematic optimization reveals a counter-intuitive result: the best pullout performance is achieved with interfaces with low coefficient of friction and high interlocking angle. We finally use 3D printing and mechanical testing to verify the accuracy of the models and of the optimization. The models and guidelines we present here can be extended to other types of geometries and sutured materials subjected to other loading/boundary conditions. The nonlinear responses of sutures are particularly attractive to augment the properties and functionalities of inherently brittle materials such as ceramics and glasses.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
2秒前
ding应助dengziddd采纳,获得10
3秒前
木子发布了新的文献求助10
3秒前
小yy完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
不要香菜R女士完成签到,获得积分10
9秒前
zz应助wu采纳,获得10
9秒前
研友_VZG7GZ应助楠瓜采纳,获得10
10秒前
jsxxdr发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
开水完成签到,获得积分0
12秒前
Fiona678完成签到,获得积分10
13秒前
PTF完成签到,获得积分10
14秒前
大模型应助yangll采纳,获得10
16秒前
dengziddd发布了新的文献求助10
16秒前
22秒前
22秒前
Cancey完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
传奇3应助南桥采纳,获得10
27秒前
27秒前
小小莫完成签到 ,获得积分10
29秒前
舒适斑马发布了新的文献求助10
30秒前
思瑞德完成签到 ,获得积分10
32秒前
荞麦面发布了新的文献求助10
32秒前
starkisses发布了新的文献求助10
32秒前
jsxxdr完成签到,获得积分10
35秒前
SiO2完成签到 ,获得积分10
37秒前
果砸完成签到 ,获得积分10
38秒前
38秒前
39秒前
热心的咖啡豆完成签到 ,获得积分10
41秒前
董竹君发布了新的文献求助10
42秒前
chen发布了新的文献求助50
46秒前
五里雾发布了新的文献求助10
46秒前
47秒前
rao_ren关注了科研通微信公众号
47秒前
赘婿应助JazzWon采纳,获得10
48秒前
毁灭世界完成签到 ,获得积分10
50秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3146415
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2797811
关于积分的说明 7825766
捐赠科研通 2454165
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1306196
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627666
版权声明 601503