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网链缠结对凝胶薄膜起皱的影响
被引量：
5
1
作者
张校维
易成智
+1 位作者
颜慧贤
金波
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2016年第4期638-647,共10页
凝胶薄膜在变形时易发生屈曲、起皱等失稳现象,这在凝胶薄膜的应用中是非常重要的.近年来,针对凝胶薄膜的屈曲、起皱失稳行为,越来越多的科研人员尝试从力学角度进行分析.但是大多数的研究是基于Flory-Rehner弹性凝胶理论,未考虑凝胶网...
凝胶薄膜在变形时易发生屈曲、起皱等失稳现象,这在凝胶薄膜的应用中是非常重要的.近年来,针对凝胶薄膜的屈曲、起皱失稳行为,越来越多的科研人员尝试从力学角度进行分析.但是大多数的研究是基于Flory-Rehner弹性凝胶理论,未考虑凝胶网链缠结引起的物理交联对凝胶自由能的影响,模型精度不高.本文采用Edwards-Vilgis所提出的Slip-link模型对平面内起皱的凝胶薄膜进行分析,研究了不伸展参数、滑移参数对聚合物凝胶增量模量的影响以及不伸展参数、滑移参数、基底材料泊松比对凝胶薄膜起皱时的临界波长和临界应力的影响.结果表明:化学势在一定范围内变化时,随着化学势的增加,增量模量、临界波长、临界应力减小;不可伸长参数越大,增量模量、临界波长及临界应力越大;滑移参数越大,增量模量、临界波长及临界应力越小.
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关键词
合物凝胶
凝胶自由能
slip
-
link
模型
凝胶薄膜
起皱
下载PDF
职称材料
缠结拓扑限制作用对凝胶杆屈曲的影响
被引量：
3
2
作者
党存
颜慧贤
金波
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2015年第3期399-407,共9页
当前对聚合物凝胶失稳现象的研究大多是基于Flory-Rehner弹性凝胶理论,并未考虑凝胶网络链段相互缠绕引起的物理交联对凝胶弹性网络自由能的影响.因此,本文采用了一个新的,包含网络缠结拓扑限制作用的凝胶自由能函数,在此基础上计算交...
当前对聚合物凝胶失稳现象的研究大多是基于Flory-Rehner弹性凝胶理论,并未考虑凝胶网络链段相互缠绕引起的物理交联对凝胶弹性网络自由能的影响.因此,本文采用了一个新的,包含网络缠结拓扑限制作用的凝胶自由能函数,在此基础上计算交联网链数密度与滑动环数密度的比值、不可伸展参数、滑移参数对聚合物凝胶的折合增量模量的影响,并给出了不同长细比凝胶杆的临界屈曲应力.研究结果表明:交联网链数密度与滑动环数密度的比值、不可伸展参数越大,增量模量越大,而滑移参数越大,增量模量越小;凝胶杆的长细比越大,临界屈曲应力越小.
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关键词
聚合物凝胶
凝胶自由能
slip
-
link
模型
增量模量
屈曲
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职称材料
基于Slip-Link模型的凝胶大变形与扩散耦合瞬态问题分析
被引量：
2
3
作者
苏恒迪
颜慧贤
金波
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2017年第4期681-692,共12页
长链聚合物通过化学键,范德华力等相互作用交联构成的弹性体吸收溶剂后形成聚合物凝胶.聚合物凝胶的溶胀变形过程是溶剂在凝胶网络内的扩散、迁移与凝胶网络变形耦合作用的结果.通常,研究凝胶的扩散-变形耦合问题是基于经典的Flory-Reh...
长链聚合物通过化学键,范德华力等相互作用交联构成的弹性体吸收溶剂后形成聚合物凝胶.聚合物凝胶的溶胀变形过程是溶剂在凝胶网络内的扩散、迁移与凝胶网络变形耦合作用的结果.通常,研究凝胶的扩散-变形耦合问题是基于经典的Flory-Rehner自由能模型进行的,然而该自由能函数由于忽略了凝胶网络链段相互缠绕引起的物理交联对凝胶弹性网络自由能的影响,在计算大变形与扩散耦合问题时误差较大.本文基于Edwards-Vilgis slip-link弹性模型和Flory-Huggins混合理论构建能反映聚合物网络链缠结拓扑限制作用的凝胶自由能函数,并结合凝胶的运动方程和扩散方程,得到能够反映链段缠结影响的凝胶大变形与扩散耦合瞬态方程,并基于此研究网络缠结对凝胶在受压状态下变形梯度和凝胶内溶剂的名义浓度的影响.
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关键词
聚合物凝胶
slip
-
link
模型
大变形
扩散
瞬态
下载PDF
职称材料
pH敏感凝胶平衡溶胀的有限元研究
被引量：
1
4
作者
戴笠
颜慧贤
金波
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2015年第2期221-231,共11页
1943年Flory提出第一个凝胶溶胀理论以来,凝胶溶胀理论的发展极大地促进了凝胶科学的发展.在诸多凝胶溶胀理论中,Flory-Rehner凝胶溶胀理论是最为经典的理论之一,成功地预测了聚合物胶体的诸多溶胀变形特性.但该模型是基于一种最为简单...
1943年Flory提出第一个凝胶溶胀理论以来,凝胶溶胀理论的发展极大地促进了凝胶科学的发展.在诸多凝胶溶胀理论中,Flory-Rehner凝胶溶胀理论是最为经典的理论之一,成功地预测了聚合物胶体的诸多溶胀变形特性.但该模型是基于一种最为简单的自由连接链模型,存在精度较差的局限.因此,本文采用能够表征网络缠结拓扑等微观结构影响的弹性自由能模型,即由Edwards-Vilgis提出的Slip-Link模型,构造自由能模型并形成pH敏感凝胶的平衡溶胀理论,并基于Abaqus有限元分析了微观结构及几何限制作用对pH敏感凝胶力学行为的影响.分析结果可为微流体控制阀的设计提供参考.
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关键词
pH敏感凝胶
溶胀理论
凝胶自由能
slip
-
link
模型
有限元
下载PDF
职称材料
分子链缠结对核-壳结构复合凝胶非均匀变形行为的影响
5
作者
颜慧贤
苏恒迪
《计算物理》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期581-588,共8页
凝胶分子形成凝胶网络时,分子链段间会相互缠绕形成物理交联,显著影响其力学行为.为研究凝胶分子链段间相互缠结形成的物理交联对核壳结构复合凝胶变形行为与溶剂分布的影响,基于slip-link链缠结模型和张量推导建立核壳结构复合凝胶变...
凝胶分子形成凝胶网络时,分子链段间会相互缠绕形成物理交联,显著影响其力学行为.为研究凝胶分子链段间相互缠结形成的物理交联对核壳结构复合凝胶变形行为与溶剂分布的影响,基于slip-link链缠结模型和张量推导建立核壳结构复合凝胶变形过程的一般数学表达式.结果表明:受刚性核影响,凝胶壳的拉伸是各向异性的,凝胶壳内溶剂的分布也是非均匀的,由内向外呈非线性变化,溶剂在凝胶内的扩散不满足菲克扩散定律;分子链缠结度越高凝胶壳的径向和周向伸长比越低,凝胶的溶胀率也越低.
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关键词
核壳结构
凝胶
链缠结
slip
-
link
模型
原文传递
分子链缠结对纤维增强凝胶屈曲的影响
6
作者
颜慧贤
苏恒迪
邓强
《功能材料与器件学报》
CAS
2019年第3期174-179,共6页
纤维增强凝胶横向受拉超过一定限度时,纤维与凝胶间的相互作用会导致复合材料纵向收缩屈曲。为分析凝胶分子链段缠结对纤维增强凝胶抗拉性能以及屈曲行为的影响,利用虚功原理建立纤维增强凝胶本构方程,结合压杆稳定理论给出纤维屈曲临...
纤维增强凝胶横向受拉超过一定限度时,纤维与凝胶间的相互作用会导致复合材料纵向收缩屈曲。为分析凝胶分子链段缠结对纤维增强凝胶抗拉性能以及屈曲行为的影响,利用虚功原理建立纤维增强凝胶本构方程,结合压杆稳定理论给出纤维屈曲临界拉力条件,基于Slip-Link链缠结模型计算了不同缠结条件下纤维增强凝胶的抗拉性能和纤维屈曲时的横向临界拉力与临界伸长比。研究结果表明:凝胶分子链交联点越多、不可伸展性越强、分子链滑移参数越大时,凝胶越不易变形,抗拉性能越强,纤维杆屈曲时所需施加的横向临界拉力越大。
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关键词
纤维增强凝胶
链缠结
slip
-
link
模型
屈曲
原文传递
题名
网链缠结对凝胶薄膜起皱的影响
被引量：
5
1
作者
张校维
易成智
颜慧贤
金波
机构
同济大学航空航天与力学学院
三明学院机电工程学院
出处
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2016年第4期638-647,共10页
基金
国家自然科学基金(11272237
11502131)
+2 种基金
2015-2016年同济大学教学改革研究与建设项目
福建省自然科学基金项目(2016J05019)
福建省杰出青年科研人才培养计划
文摘
凝胶薄膜在变形时易发生屈曲、起皱等失稳现象,这在凝胶薄膜的应用中是非常重要的.近年来,针对凝胶薄膜的屈曲、起皱失稳行为,越来越多的科研人员尝试从力学角度进行分析.但是大多数的研究是基于Flory-Rehner弹性凝胶理论,未考虑凝胶网链缠结引起的物理交联对凝胶自由能的影响,模型精度不高.本文采用Edwards-Vilgis所提出的Slip-link模型对平面内起皱的凝胶薄膜进行分析,研究了不伸展参数、滑移参数对聚合物凝胶增量模量的影响以及不伸展参数、滑移参数、基底材料泊松比对凝胶薄膜起皱时的临界波长和临界应力的影响.结果表明:化学势在一定范围内变化时,随着化学势的增加,增量模量、临界波长、临界应力减小;不可伸长参数越大,增量模量、临界波长及临界应力越大;滑移参数越大,增量模量、临界波长及临界应力越小.
关键词
合物凝胶
凝胶自由能
slip
-
link
模型
凝胶薄膜
起皱
Keywords
polymer gel
free energy of gel
slip
-
link
model
thin film gel
wrinkle
分类号
O343.9 [理学—固体力学]
下载PDF
职称材料
题名
缠结拓扑限制作用对凝胶杆屈曲的影响
被引量：
3
2
作者
党存
颜慧贤
金波
机构
同济大学航空航天与力学学院
三明学院机电工程学院
出处
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2015年第3期399-407,共9页
基金
国家自然科学基金(11272237
11502131)
福建省教育厅A类项目(JA12308)
文摘
当前对聚合物凝胶失稳现象的研究大多是基于Flory-Rehner弹性凝胶理论,并未考虑凝胶网络链段相互缠绕引起的物理交联对凝胶弹性网络自由能的影响.因此,本文采用了一个新的,包含网络缠结拓扑限制作用的凝胶自由能函数,在此基础上计算交联网链数密度与滑动环数密度的比值、不可伸展参数、滑移参数对聚合物凝胶的折合增量模量的影响,并给出了不同长细比凝胶杆的临界屈曲应力.研究结果表明:交联网链数密度与滑动环数密度的比值、不可伸展参数越大,增量模量越大,而滑移参数越大,增量模量越小;凝胶杆的长细比越大,临界屈曲应力越小.
关键词
聚合物凝胶
凝胶自由能
slip
-
link
模型
增量模量
屈曲
Keywords
polymeric gel
free energy of gel
slip
-
link
model
incremental modulus
buckling
分类号
O343.9 [理学—固体力学]
下载PDF
职称材料
题名
基于Slip-Link模型的凝胶大变形与扩散耦合瞬态问题分析
被引量：
2
3
作者
苏恒迪
颜慧贤
金波
机构
同济大学航空航天与力学学院
三明学院机电工程学院
出处
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2017年第4期681-692,共12页
基金
国家自然科学基金(11502131
11272237)
+1 种基金
福建省自然科学基金(2016J05019)
福建省高校杰出青年科研人才培育计划([2016]23)
文摘
长链聚合物通过化学键,范德华力等相互作用交联构成的弹性体吸收溶剂后形成聚合物凝胶.聚合物凝胶的溶胀变形过程是溶剂在凝胶网络内的扩散、迁移与凝胶网络变形耦合作用的结果.通常,研究凝胶的扩散-变形耦合问题是基于经典的Flory-Rehner自由能模型进行的,然而该自由能函数由于忽略了凝胶网络链段相互缠绕引起的物理交联对凝胶弹性网络自由能的影响,在计算大变形与扩散耦合问题时误差较大.本文基于Edwards-Vilgis slip-link弹性模型和Flory-Huggins混合理论构建能反映聚合物网络链缠结拓扑限制作用的凝胶自由能函数,并结合凝胶的运动方程和扩散方程,得到能够反映链段缠结影响的凝胶大变形与扩散耦合瞬态方程,并基于此研究网络缠结对凝胶在受压状态下变形梯度和凝胶内溶剂的名义浓度的影响.
关键词
聚合物凝胶
slip
-
link
模型
大变形
扩散
瞬态
Keywords
polymeric gel
slip
-
link
model
large deformation
diffusion
transient
分类号
O343.5 [理学—固体力学]
下载PDF
职称材料
题名
pH敏感凝胶平衡溶胀的有限元研究
被引量：
1
4
作者
戴笠
颜慧贤
金波
机构
同济大学航空航天与力学学院
三明学院机电工程学院
出处
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2015年第2期221-231,共11页
基金
国家自然科学基金(11272237)
福建省教育厅A类项目(JA12308)
文摘
1943年Flory提出第一个凝胶溶胀理论以来,凝胶溶胀理论的发展极大地促进了凝胶科学的发展.在诸多凝胶溶胀理论中,Flory-Rehner凝胶溶胀理论是最为经典的理论之一,成功地预测了聚合物胶体的诸多溶胀变形特性.但该模型是基于一种最为简单的自由连接链模型,存在精度较差的局限.因此,本文采用能够表征网络缠结拓扑等微观结构影响的弹性自由能模型,即由Edwards-Vilgis提出的Slip-Link模型,构造自由能模型并形成pH敏感凝胶的平衡溶胀理论,并基于Abaqus有限元分析了微观结构及几何限制作用对pH敏感凝胶力学行为的影响.分析结果可为微流体控制阀的设计提供参考.
关键词
pH敏感凝胶
溶胀理论
凝胶自由能
slip
-
link
模型
有限元
Keywords
pH-sensitive hydrogel
swelling theory
free energy of gel
slip
-
link
model
finite element method
分类号
O343.5 [理学—固体力学]
下载PDF
职称材料
题名
分子链缠结对核-壳结构复合凝胶非均匀变形行为的影响
5
作者
颜慧贤
苏恒迪
机构
三明学院机电工程学院
装备智能控制福建省高校重点实验室
河南农业大学信息与管理科学学院
出处
《计算物理》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期581-588,共8页
基金
国家自然科学基金(11502131)
福建省自然科学基金(2016J05019)
+1 种基金
福建省高校杰出青年科研人才培育计划([2016]23)
河南农业大学博士科研启动基金(30500757)资助项目
文摘
凝胶分子形成凝胶网络时,分子链段间会相互缠绕形成物理交联,显著影响其力学行为.为研究凝胶分子链段间相互缠结形成的物理交联对核壳结构复合凝胶变形行为与溶剂分布的影响,基于slip-link链缠结模型和张量推导建立核壳结构复合凝胶变形过程的一般数学表达式.结果表明:受刚性核影响,凝胶壳的拉伸是各向异性的,凝胶壳内溶剂的分布也是非均匀的,由内向外呈非线性变化,溶剂在凝胶内的扩散不满足菲克扩散定律;分子链缠结度越高凝胶壳的径向和周向伸长比越低,凝胶的溶胀率也越低.
关键词
核壳结构
凝胶
链缠结
slip
-
link
模型
Keywords
core-shell structure
gels
chain entanglement
slip
-
link
model
分类号
TQ427.26 [化学工程]
原文传递
题名
分子链缠结对纤维增强凝胶屈曲的影响
6
作者
颜慧贤
苏恒迪
邓强
机构
三明学院机电工程学院
装备智能控制福建省高校重点实验室
河南农业大学信息与管理科学学院
出处
《功能材料与器件学报》
CAS
2019年第3期174-179,共6页
基金
国家自然科学基金项目(11502131)
福建省自然科学基金项目(2016J05019)
+1 种基金
福建省高校杰出青年科研人才培育计划项目([2016]23)
河南农业大学博士科研启动基金项目(30500757).
文摘
纤维增强凝胶横向受拉超过一定限度时,纤维与凝胶间的相互作用会导致复合材料纵向收缩屈曲。为分析凝胶分子链段缠结对纤维增强凝胶抗拉性能以及屈曲行为的影响,利用虚功原理建立纤维增强凝胶本构方程,结合压杆稳定理论给出纤维屈曲临界拉力条件,基于Slip-Link链缠结模型计算了不同缠结条件下纤维增强凝胶的抗拉性能和纤维屈曲时的横向临界拉力与临界伸长比。研究结果表明:凝胶分子链交联点越多、不可伸展性越强、分子链滑移参数越大时,凝胶越不易变形,抗拉性能越强,纤维杆屈曲时所需施加的横向临界拉力越大。
关键词
纤维增强凝胶
链缠结
slip
-
link
模型
屈曲
Keywords
fiber-reinforced hydrogel
chain entanglement
slip
-
link
model
buckling
分类号
O648.17 [理学—物理化学]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
网链缠结对凝胶薄膜起皱的影响
张校维
易成智
颜慧贤
金波
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2016
5
下载PDF
职称材料
2
缠结拓扑限制作用对凝胶杆屈曲的影响
党存
颜慧贤
金波
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2015
3
下载PDF
职称材料
3
基于Slip-Link模型的凝胶大变形与扩散耦合瞬态问题分析
苏恒迪
颜慧贤
金波
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2017
2
下载PDF
职称材料
4
pH敏感凝胶平衡溶胀的有限元研究
戴笠
颜慧贤
金波
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2015
1
下载PDF
职称材料
5
分子链缠结对核-壳结构复合凝胶非均匀变形行为的影响
颜慧贤
苏恒迪
《计算物理》
EI
CSCD
北大核心
2020
0
原文传递
6
分子链缠结对纤维增强凝胶屈曲的影响
颜慧贤
苏恒迪
邓强
《功能材料与器件学报》
CAS
2019
0
原文传递
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