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地填写文献信息,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!

A consistent finite-strain plate model for wrinkling of stretched anisotropic hyperelastic films

超弹性材料 材料科学 各向异性 复合材料 拉伤 有限应变理论 有限元法 机械 结构工程 物理 工程类 光学 医学 内科学
作者
Chenbo Fu,Yifan Yang,Ting Wang,Fan Xu
出处
期刊:Thin-walled Structures [Elsevier BV]
卷期号:179: 109643-109643 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.tws.2022.109643
摘要

Stretch-induced wrinkles usually occur in a thin, clamped–clamped, hyperelastic film and eventually disappear upon excess stretching, with wrinkling direction being perpendicular to the stretching direction within isotropic elasticity framework. Here, we consider in-plane anisotropy induced by infilling fibers in thin films, which significantly affects the orientation and amplitude of wrinkles. To precisely predict the isola-center bifurcation (“birth” and “death” of wrinkles) and to capture wrinkling morphology evolution under large in-plane anisotropic deformations, we develop a consistent finite-strain plate model by accounting for anisotropic hyperelastic constitutive laws. Advantages of this plate model lie in its asymptotic consistency with the 3D field equations and its applicability to large deformations. A new type of rotational symmetric boundary conditions is proposed to reduce the computational cost and to achieve robust convergence. We reveal that the fiber orientation plays a critical role in the wrinkling and restabilization behavior of stretched films. The fibers parallel or perpendicular to the stretching direction can resist the appearance of wrinkles, while the oblique fiber orientation ( 15 ° ∼ 75 ° ) can advance wrinkle formation. Besides, oblique wrinkling patterns can be regulated by fiber/matrix shear modulus ratio, and we draw phase diagrams on stability boundary to demonstrate the interactive parametric effects. Our results could provide quantitative guidance to design wrinkle-tunable surfaces for fiber-composite or biomimetic films. • We have developed a consistent finite-strain plate model for large deformation of anisotropic hyperelastic films. • A new type of rotational symmetric boundary conditions is proposed to increase computational efficiency and to achieve robust convergence. • The fibers parallel or perpendicular to the stretching direction can resist the appearance of wrinkles, while the oblique fiber orientation can advance wrinkle formation. • Oblique wrinkling patterns can be regulated by fiber/matrix shear modulus ratio and fiber orientation. • Phase diagrams on stability boundary were provided to guide wrinkle-tunable design.
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
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
木杉发布了新的文献求助10
1秒前
zyjsunye完成签到 ,获得积分10
2秒前
FashionBoy应助alin采纳,获得30
2秒前
Huayan发布了新的文献求助10
3秒前
gaugua发布了新的文献求助10
3秒前
hx完成签到 ,获得积分10
3秒前
解惑大师完成签到 ,获得积分10
3秒前
小土豆海洛丝白关注了科研通微信公众号
3秒前
蓝易芜完成签到,获得积分20
5秒前
孤独蘑菇完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
gaugua完成签到,获得积分10
7秒前
旺仔先生完成签到 ,获得积分10
8秒前
科研通AI6.1应助执着念薇采纳,获得30
8秒前
Norcae完成签到 ,获得积分10
8秒前
美好芳完成签到 ,获得积分10
8秒前
miracle完成签到 ,获得积分10
8秒前
CY发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
奇怪发布了新的文献求助10
10秒前
AQI完成签到,获得积分10
10秒前
li完成签到 ,获得积分10
11秒前
dan完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
感动谷菱完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
Dreamchaser完成签到,获得积分10
13秒前
Rubisco发布了新的文献求助10
14秒前
李健的小迷弟应助蓝易芜采纳,获得10
14秒前
PPP完成签到,获得积分10
14秒前
吴毅小汤发布了新的文献求助10
14秒前
艾七七完成签到,获得积分10
14秒前
完美世界应助木杉采纳,获得10
15秒前
skdfz168完成签到 ,获得积分10
15秒前
tszjw168完成签到 ,获得积分0
16秒前
嘻嘻完成签到 ,获得积分10
17秒前
lancer完成签到,获得积分10
17秒前
Lucas应助热心的天玉采纳,获得10
17秒前
Schroenius完成签到 ,获得积分10
18秒前
18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
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Entre Praga y Madrid: los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 1000
Encyclopedia of Materials: Plastics and Polymers 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6109874
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7938498
关于积分的说明 16453481
捐赠科研通 5235734
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2797874
邀请新用户注册赠送积分活动 1779816
关于科研通互助平台的介绍 1652341

今日热心研友

注:热心度 = 本日应助数 + 本日被采纳获取积分÷10