Limit analysis of debonding states in multi-body systems of stochastic hyperelastic material
Limit analysis of debonding states in multi-body systems of stochastic hyperelastic material
批准号:
EP/S028870/1
负责人:
Angela Mihai
金额:
$37.06万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Research Grant
财政年份:
2019
资助国家:
英国
项目状态:
已结题
起止时间:
2019 至 --
中文摘要
该项目的目的是建立有效的数学公式和建立可靠的数值解程序,用于受大应变变形的随机超弹性材料多体系统的脱粘分析。这些系统提出的理论和计算挑战从单个物体的大变形到检测它们之间的接触和开口,再到估计临界载荷的概率分布,从而可能发生或不发生因失去接触而脱粘。尽管在许多天然和工程材料中,通过失去接触来脱粘是一种损伤引发和裂纹扩展的机制,但对它的研究还不够充分。对于这些材料,基于平均数据值的确定性方法可能会大大低估或高估损害,因此需要考虑数据分散的随机表示法。近年来,随机建模技术在工程和生物医学中的应用引起了人们越来越大的兴趣,其中稀疏和近似观测数据校准的材料参数的不确定性是不容忽视的。在寻求估计材料不确定性的过程中,随机有限弹性将随机特征引入有限弹性理论,以表征材料弹性响应的变异性,而材料的弹性响应很少是确定性的。在这个框架内,随机超弹性材料是由应变能函数描述的高级唯象模型,其中参数是由概率密度函数表征的随机变量。这些模型依赖于熵(或不确定性)的概念和离散概率分布的最大熵原理,并能够将不确定性从输入数据传播到输出量。在这种背景下,拟议的研究是新颖的,并将有助于工程、生物力学和材料科学中许多相关研究领域的发展。具体应用包括大应变的软生物材料(如植物、关节软骨、动脉壁、脑组织)和工程结构(如软驱动器、3D打印复合材料)。
英文摘要
The aim of this project is to establish effective mathematical formulations and construct reliable numerical solution procedures for the debonding analysis of multi-body systems of stochastic hyperelastic material subject to large strain deformations. The theoretical and computational challenges raised by these systems range from the large deformation of individual bodies, to the detection of contact and openings between them, to the estimation of the probability distribution for the critical load such that debonding through loss of contact can or cannot occur. Even though debonding through loss of contact is a mechanism for damage initiation and crack propagation in many natural and engineered materials, it has been insufficiently investigated. For these materials, deterministic approaches, which are based on average data values, can greatly underestimate or overestimate the damage, and stochastic representations accounting also for data dispersion are needed. In recent years, there has been a growing interest in stochastic modelling techniques for engineering and biomedical applications, where uncertainties in the material parameters calibrated to sparse and approximate observational data cannot be ignored. In the quest for estimating material uncertainties, stochastic finite elasticity introduces stochastic features into the finite elasticity theory in order to characterise the variability in the elastic responses of materials, which are rarely deterministic. Within this framework, stochastic hyperelastic materials are advanced phenomenological models described by a strain-energy function where the parameters are random variables characterised by probability density functions. These models rely on the notion of entropy (or uncertainty) and on the maximum entropy principle for a discrete probability distribution, and are able to propagate uncertainties from input data to output quantities. In this context, the proposed investigation is novel and will contribute to the development of many associated research areas in engineering, biomechanics, and materials science. Specific applications include soft biological materials (e.g., plants, articular cartilages, arterial walls, brain tissue) and engineering structures (e.g., soft actuators, 3D printing composites) at large strains.
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DOI:
10.1007/s10659-021-09875-z
发表时间:
2022-01-27
期刊:
JOURNAL OF ELASTICITY
影响因子:
2
作者:
[Goriely, Alain, Moulton, Derek E., Mihai, L. Angela]
通讯作者:
Mihai, L. Angela
A numerical-continuation-enhanced flexible boundary condition scheme applied to Mode I and Mode III fracture
应用于 I 型和 III 型裂缝的数值连续增强柔性边界条件方案
DOI:
10.48550/arxiv.2008.12822
发表时间:
2020
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Buze M]
通讯作者:
Buze M
DOI:
10.1088/1361-6544/ab7104
发表时间:
2019-06
期刊:
Nonlinearity
影响因子:
1.7
作者:
[L. Angela Mihai;T. Woolley;A. Goriely]
通讯作者:
L. Angela Mihai;T. Woolley;A. Goriely
Numerical-continuation-enhanced flexible boundary condition scheme applied to mode-I and mode-III fracture.
适用于 I 型和 III 型断裂的数值连续增强柔性边界条件方案。
DOI:
10.1103/physreve.103.033002
发表时间:
2021
期刊:
Physical review. E
影响因子:
--
作者:
[Buze M]
通讯作者:
Buze M
DOI:
10.1137/21m1416436
发表时间:
2022
期刊:
SIAM Journal on Applied Mathematics
影响因子:
1.9
作者:
[Buze M]
通讯作者:
Buze M
Limit Analysis of Collapse States in Cellular Solids
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批准号:EP/M011992/1
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项目类别:Research Grant
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资助金额:$11.89万
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财政年份:2015
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负责人:Angela Mihai
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依托单位:
国内基金
海外基金
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Scalable Learning and Optimization: High-dimensional Models and Online Decision-Making Strategies for Big Data Analysis
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批准号:--
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项目类别:合作创新研究团队
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:姚韬
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依托单位:
Intelligent Patent Analysis for Optimized Technology Stack Selection:Blockchain BusinessRegistry Case Demonstration
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批准号:--
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项目类别:外国学者研究基金项目
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:USHARANI HAREESH GOVINDARA JAN
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依托单位:
利用全基因组关联分析和QTL-seq发掘花生白绢病抗性分子标记
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批准号:31971981
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:晏立英
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依托单位:
基于SERS纳米标签和光子晶体的单细胞Western Blot定量分析技术研究
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批准号:31900571
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2019
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负责人:刘兵
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依托单位:
利用多个实验群体解析猪保幼带形成及其自然消褪的遗传机制
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批准号:31972542
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2019
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负责人:郭源梅
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依托单位:
基于Meta-analysis的新疆棉花灌水增产模型研究
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批准号:41601604
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2016
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负责人:赵爱琴
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依托单位:
基于个体分析的投影式非线性非负张量分解在高维非结构化数据模式分析中的研究
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批准号:61502059
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2015
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负责人:刘昶
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依托单位:
多目标诉求下我国交通节能减排市场导向的政策组合选择研究
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批准号:71473155
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2014
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负责人:柴建
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依托单位:
大规模微阵列数据组的meta-analysis方法研究
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批准号:31100958
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2011
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负责人:赵洪雅
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依托单位:
基于物质流分析的中国石油资源流动过程及碳效应研究
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批准号:41101116
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2011
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负责人:刘晓洁
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依托单位: