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凝胶与刚性基底结合的实验、建模和模拟。 (英语) Zbl 1522.35500号

小结:为了准备基于我们自己的实验工作对薄膜凝胶与刚性基底界面上的应力集中引起的脱粘进行更深入的研究,在本文中,我们从数学、实验和有限元模拟之间的协同作用的观点重新审视,底部表面共价键合到玻璃载玻片上的矩形聚丙烯酰胺凝胶的溶胀问题。利用变分法和微扰理论的方法,我们证明了相应的零位移边值问题的解在薄膜极限下收敛于垂直于衬底方向上唯一定义的均匀单轴拉伸。我们进行的实验和有限元模拟都证实,侧向膨胀量非常小,两种方法之间的定量一致性非常好。因此,提出的最小化能量泛函的模型,包括弹性变形项和混合熵的Flory-Huggins表达式,通过实验和数值验证,参数来自实验测量,包括实验室合成的水凝胶的初始聚合物体积分数(作为参考构型,而不是干聚合物)。

MSC公司:

74年第35季度 PDE与可变形固体力学
74K35型 薄膜
74B20型 非线性弹性
74G65型 固体力学平衡问题中的能量最小化
82D60型 聚合物统计力学
35甲15 偏微分方程的变分方法
35B20型 PDE背景下的扰动
35B40码 偏微分方程解的渐近行为
35J57型 二阶椭圆方程组的边值问题
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法

软件:

NGSolve公司
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全文: 内政部

参考文献:

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