Enamel-inspired materials design achieving balance of high stiffness and large energy dissipation

韧性 刚度 材料科学 消散 材料设计 复合材料 波纹度 微观结构 钢筋 结构材料 结构工程 工程类 物理 热力学
作者
Shuiqiang Zhang,Yuying Liu,Jiangyinzi Shang,Md Khaled Ujjaman Chudry,Yuqing Zheng,Jiabin Cai,Bingbing An,Dongsheng Zhang,Ruizhe Zheng
出处
期刊:Journal of The Mechanical Behavior of Biomedical Materials [Elsevier]
卷期号:103: 103587-103587 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.jmbbm.2019.103587
摘要

Owing to the unique non-self-similar hierarchical microstructure, enamel achieves the balance of high stiffness and toughness, and in turn provides important ideas for the bio-inspired materials design. In this study, a multiscale numerical study has been conducted to investigate whether the property of high stiffness and large energy dissipation could be duplicated in engineering materials through certain material design principles. Motivated by the structure of enamel, the bio-inspired materials consisting of hard and soft phases were considered, and the designing parameters including the cross-sectional shape, volume fraction, and inclination angle of the reinforcement, and other three parameters related to the waviness of the reinforcement were taken into account. It was found that by employing the non-self-similar hierarchical structure, the designed composites exhibited the balance between stiffness and toughness, which has not been achieved in many engineering materials yet. Furthermore, the influences of the aforementioned designing parameters on the mechanical performance of the composites have been elucidated. The findings of this study have provided a guideline for designing bio-inspired composites achieving the balance between stiffness and toughness.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
科目三应助开心的凝荷采纳,获得10
刚刚
Levi完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
4秒前
务实珊发布了新的文献求助10
4秒前
wanci应助周小夭采纳,获得10
4秒前
bgt发布了新的文献求助10
5秒前
ll完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
应寒年完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
褚佑完成签到,获得积分10
7秒前
思源应助无情的宛儿采纳,获得10
7秒前
朴实的母鸡完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
詹妮完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
好好好发布了新的文献求助10
12秒前
褚佑发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
luoshiwen发布了新的文献求助50
12秒前
13秒前
苹果发布了新的文献求助10
13秒前
远方完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
14秒前
大模型应助阔达荣轩采纳,获得10
14秒前
14秒前
隐形曼青应助务实珊采纳,获得10
15秒前
迷路跳跳糖完成签到,获得积分10
15秒前
ycxlb发布了新的文献求助10
15秒前
楚明允发布了新的文献求助10
16秒前
小小牛马发布了新的文献求助100
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
晋绥日报合订本24册(影印本1986年)【1940年9月–1949年5月】 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6032584
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7721998
关于积分的说明 16200694
捐赠科研通 5179282
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2771742
邀请新用户注册赠送积分活动 1755030
关于科研通互助平台的介绍 1640033