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首页> 美国卫生研究院文献>Proceedings. Mathematical Physical and Engineering Sciences >Surface tension and the Mori–Tanaka theory of non-dilute soft composite solids
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Surface tension and the Mori–Tanaka theory of non-dilute soft composite solids

机译：表面张力和非稀释软复合固体的森–田中理论

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Eshelby's theory is the foundation of composite mechanics, allowing calculation of the effective elastic moduli of composites from a knowledge of their microstructure. However, it ignores interfacial stress and only applies to very dilute composites—i.e. where any inclusions are widely spaced apart. Here, within the framework of the Mori–Tanaka multiphase approximation scheme, we extend Eshelby's theory to treat a composite with interfacial stress in the non-dilute limit. In particular, we calculate the elastic moduli of composites comprised of a compliant, elastic solid hosting a non-dilute distribution of identical liquid droplets. The composite stiffness depends strongly on the ratio of the droplet size, R, to an elastocapillary lengthscale, L. Interfacial tension substantially impacts the effective elastic moduli of the composite when R/L ≲ 100. When R<3L/2 (R=3L/2) liquid inclusions stiffen (cloak the far-field signature of) the solid.
机译：Eshelby的理论是复合材料力学的基础，可以根据其微观结构知识计算复合材料的有效弹性模量。但是，它忽略了界面应力，仅适用于非常稀薄的复合材料，即任何夹杂物相隔较远的地方。在此，在Mori–Tanaka多相逼近方案的框架内，我们扩展了Eshelby理论，以在非稀释极限下处理界面应力复合材料。特别是，我们计算了由顺应性弹性固体组成的复合材料的弹性模量，该固体承载着相同液滴的非稀释分布。复合材料的刚度在很大程度上取决于液滴尺寸R与弹性毛细管长度标度L的比率。当R / L≥100时，界面张力会显着影响复合材料的有效弹性模量。当R <3L / 2（R = 3L / 2）液体夹杂物会使固体变硬（掩盖远场特征）。

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