A Refined JKR Model for Adhesion of a Rigid Sphere on a Soft Elastic Substrate
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Notice bibliographique
Résumé
Abstract Surface energy outside the contact zone, which is ignored in the classical Johnson–Kendall–Roberts (JKR) model, can play an essential role in adhesion mechanics of soft bodies. In this work, based on a simple elastic foundation model for a soft elastic half space with constant surface tension, an explicit expression for the change of surface energy outside the contact zone is proposed for a soft elastic substrate indented by a rigid sphere in terms of two JKR-type variables (δ, a), where a is the radius of the contact zone and δ is the indentation depth of the rigid sphere. The derived expression is added to the classical JKR model to achieve two explicit equations for the determination of the two JKR variables (δ, a). The results given by the present model are demonstrated with detailed comparison with known results reported in recent literature, which verified the validity and robust accuracy of the present method. In particular, the present model confirms that the change of surface energy of the substrate can play an essential role in micro/nanoscale contact of soft materials (defined by W/(E*R)≥0.1, where W is the adhesive energy, E* is the substrate elasticity, and R is the rigid sphere radius). The present model offers a simpler analytical method for adhesion mechanics of a rigid sphere on a soft elastic substrate when compared with several existing methods proposed in recent literature that request more substantial numerical calculations.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle