Bioinspired Soft-Hard Interfaces Fabricated by Multi-material Additive Manufacturing: A Fracture Mechanics Investigation using Essential Work of Fracture

材料科学 复合材料 断裂韧性 断裂力学 韧性 消散 断裂(地质) 工作(物理) 张力(地质) 应变能释放率 压力(语言学) 极限抗拉强度 机械工程 热力学 语言学 物理 工程类 哲学
作者
Umut Altuntaş,Demirkan Çöker,Denizhan Yavaş
出处
期刊:Mechanics of Materials [Elsevier]
卷期号:195: 105035-105035 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.mechmat.2024.105035
摘要

This study employs the Essential Work of Fracture (EWF) concept to evaluate the interfacial fracture toughness of bioinspired interfaces between soft-hard polymer phases. The experimental framework utilizes a model material system with Polylactic Acid (PLA) as the hard phase and Thermoplastic Polyurethane (TPU) as the soft phase. Employing the Fused Filament Fabrication (FFF) technique, bioinspired sutural interfaces are created, characterized by interpenetrating soft and hard protrusions. The modulation of a critical parameter in the FFF process enables the variation of interpenetration length of protrusions at the interface, thereby achieving a spectrum of interfacial strength and toughness. The determination of essential work of fracture from double edge notch tension samples, with varied ligament sizes, allows for the specific EWF measurement. This specific EWF is found to align with the initiation value of plane strain interfacial fracture toughness obtained through the Double Cantilever Beam (DCB) test. Therefore, the proposed approach asserts the elimination of the need for complex interfacial fracture tests, such as DCB. A noteworthy discovery is the establishment of a correlation between specific plastic energy dissipation and protrusion length. This correlation suggests an increased plastic dissipation with longer protrusions within the investigated bioinspired interface. Due to this heightened plastic energy dissipation, the shape of the interfacial nominal stress-displacement curves demonstrates substantial dependence on interface morphology, shifting from a triangular shape to a trapezoidal shape as protrusion length increases. These findings offer valuable insights into the mechanics of bioinspired interfaces, presenting a more efficient and nuanced approach to characterizing their fracture properties.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Zaf发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
123456发布了新的文献求助10
2秒前
及尔完成签到,获得积分10
2秒前
OhHH完成签到 ,获得积分10
2秒前
jirgel发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
宇少爱学习哟完成签到,获得积分10
4秒前
爱笑万宝路完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
暮雪发布了新的文献求助10
7秒前
王sir完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
HarrisonChan完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
止咳宝完成签到,获得积分10
11秒前
六六完成签到,获得积分10
12秒前
盈盈发布了新的文献求助30
13秒前
手可摘星辰完成签到,获得积分10
14秒前
纯真含双发布了新的文献求助10
14秒前
纯白色发布了新的文献求助10
14秒前
给我个二硫碘化钾完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
huxinshinn应助飲啖茶采纳,获得100
19秒前
科研通AI2S应助暮雪采纳,获得10
21秒前
24秒前
25秒前
毛毛虫发布了新的文献求助10
26秒前
科研废物完成签到 ,获得积分10
26秒前
所所应助紫气东来采纳,获得50
29秒前
少年锦时asd完成签到,获得积分10
30秒前
洛luo发布了新的文献求助10
31秒前
西因发布了新的文献求助10
31秒前
厐于晏完成签到,获得积分10
33秒前
ysy完成签到 ,获得积分10
35秒前
Bressanone完成签到,获得积分10
36秒前
36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
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5600839
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4686362
关于积分的说明 14843382
捐赠科研通 4678240
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2538963
邀请新用户注册赠送积分活动 1505954
关于科研通互助平台的介绍 1471241