Size effects in polyurethane bonds: experiments, modelling and parameter identification
Size effects in polyurethane bonds: experiments, modelling and parameter identification
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聚氨酯粘结剂的尺寸效应：实验、建模和参数识别
DOI：
10.1007/s10853-008-2674-2
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发表时间：
2008
影响因子：
4.5
通讯作者：
W. Possart
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Johlitz;S. Diebels;J. Batal;H. Steeb;W. Possart
在这项研究中，我们研究了聚氨酯债券的阳极氧化铝基板之间的不同厚度。进行剪切试验表明，一个有趣的尺寸效应的那种“薄等于软”。这种尺寸效应不仅发生在基本弹性（松弛状态）中，而且发生在被测材料的粘弹性行为中。这种尺寸效应的原因被认为是在所谓的界面或边界层的存在下发现的，这些界面或边界层在机械行为方面可能与本体有很大不同，从而对薄键产生巨大影响。然而，在厚的结合中，这些界面或边界层对整体机械性能的影响很小。为了解释这些实验结果的债券建模，扩展的唯象连续力学为基础的模型，其中明确包括在其计算中的尺寸效应，开发和介绍。为此，建立了一个抽象的结构参数及其相应的平衡方程，描述了通过相变形成的界面相。这使得可以在宏观水平上定义粘结刚度，而不进入微观结构。扩展后的模型提出了一组模型参数，这些参数是由ES（进化策略）有效地确定。最后，对本课题的研究工作进行了总结和展望.
In this study we examine polyurethane bonds of varying thickness between anodised aluminium substrates. The performed shear tests showed an intriguing size effect of the kind “thinner equals softer”. This size effect occurs not only in the basic elasticity (relaxed state), but also in the viscoelastic behaviour of the tested material. The cause of such size effects is supposed to be found in the existence of so-called interphases or boundary layers, which may differ considerably from the bulk in terms of mechanical behaviour, thus having an enormous impact on thin bonds. In thick bonds, however, these interphases or boundary layers have a minor effect on the overall mechanical behaviour. To account for these experimental results in bond modelling, an extended phenomenological continuum mechanics-based model, which explicitly includes such size effects in its calculation, is developed and presented. For this purpose, an abstract structure parameter with its corresponding balance equation is established describing the formation of the interphases by means of a phase transition. This makes it possible to define the bond stiffness at a macroscopic level, without entering into the microstructure. The extended model brings up a set of model parameters, which are determined efficiently by an ES (evolution strategy). The study concludes with a summary and an outlook on our further research work.
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