Quasistatic response of a shear-thickening foam: Microstructure evolution and infrared thermography
Notice bibliographique
Résumé
In this work, the authors study the thermo-mechanical response of a dilatant polymeric foam in quasistatic tension and compression, focusing on the links between microstructure, mechanical response, and associated temperature rises in these materials. The authors study these links for a commercially-available shear-thickening foam, named D3O LITE D. Samples were tested under quasi-static conditions for a strain rate of 0.1 s −1 in tension and compression. Micro X-ray computed tomography (XCT) was used to study the evolution of microstructure (pore size and wall thickness) as a function of strain and this was achieved by developing MATLAB-based programs to analyze these microstructural features. The foam specimens were loaded until failure which allowed for the investigation of the elastic, inelastic, and failure regimes. From the XCT images, pore stretching and cell wall tearing are observed in tension, and buckling and pore collapse are observed in compression. These mechanisms are studied in-situ using an infrared thermal camera which record temperature profiles, and temperature measurements are linked back to stress-strain, and temperature-strain responses. For this material, the tensile yield stress was 0.57 ± 0.10 MPa and the elastic modulus was 5.47 ± 0.10 MPa respectively, at a yield strain of 0.10 ± 0.04. At the time of failure, the average temperature of the specimen was found to increase by ∼3.00°C and a local temperature increase of ∼8.00°C was observed in the failure region. In compression, the elastic collapse stress and elastic modulus were found to be 0.130 ± 0.016 MPa and 2.5 ± 0.2 MPa, respectively. The temperature increase in compression at ∼0.83 strain was ∼0.65°C. These results represent some of the first mechanical properties on shear-thickening foams in the literature, and the discoveries on the linkages between the microstructure and the mechanical properties in this study are important for researchers in materials design and modelling.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».