O que causa a fratura anisotrópica em um elastômero isotrópico? Sob certas condições, uma trinca se propaga em uma direção (lateral) paralela à direção do carregamento, em vez de perpendicularmente na direção (para frente) do entalhe. Então, as detenções de fissuras e o materials à frente da fissura podem ser ainda mais deformados, permitindo uma grande elasticidade. Fornecemos controle sobre a anisotropia de fratura e introduzimos um novo ambiente de teste digital para direcionar a fratura em estruturas moles.
Nossos esforços de pesquisa mostram que a tendência de uma trinca se propagar lateralmente em um elastômero de dois componentes aumenta com o grau de reticulação. Mostramos que a anisotropia da fratura pode ser modulada durante a síntese do polímero através da proporção de mistura das fases brutas.
Para auxiliar nas investigações, construímos um novo modelo de campo de fase para fratura lateral, onde a taxa crítica de liberação de energia está relacionada ao grau de reticulação. Ao contrário das abordagens existentes na literatura, propomos um modelo fenomenológico que integra a anisotropia da fratura induzida por deformação como o mecanismo basic que impulsiona a fissuração lateral. Nossa abordagem renderiza uma densidade superficial de trinca (γ) inalterado e introduz uma taxa de liberação de energia crítica anisotrópica no formato de uma função materials Gc = Gc (F,φ), com F e φ gradiente de deformação e parâmetro de ordem de dano, respectivamente.
Eventualmente, propomos um roteiro com estruturas moles compostas com fases baixas e altamente reticuladas que permitem o controle da fratura, prendendo e/ou direcionando a fratura. A combinação inteligente das fases permite estruturas macias com maior tolerância à fratura e rigidez reduzida.
Em trabalhos anteriores, os autores aproveitaram a multifísica para modular o comportamento da fratura em materiais macios. Os autores investigaram elastômeros dielétricos ultramacios e relataram estados de tensão de triaxialidade eletromecânica na ponta da trinca que atrasam a propagação da trinca (ver Moreno-Mateos el tudo. em Jornal Internacional de Ciência da Engenharia(2024), 195, 104008). Além disso, os autores descreveram pela primeira vez o efeito benéfico dos campos magnéticos remanentes em elastômeros magneto-reológicos magnéticos duros e ultramacios e o mecanismo de fechamento de trincas magnéticas (ver Moreno-Mateos e outros. em Jornal de Mecânica e Física dos Sólidos(2023), 173, 105232).
