弹性膜剥离的数值模型

诸如蜘蛛网固着点等生物附着结构的粘附行为，通常使用涉及“胶带”（即一维接触单元）的单剥离或多剥离模型来研究。对许多实际问题而言这是一种过度简化，因为实际的脱层过程需要对复杂的二维粘附单元进行建模。为此，我们发展了一种数值方法，利用三维内聚律模拟有限尺寸弹性膜从基底上的脱离。该模型使用既有简单几何下的解析结果进行了验证，随后应用于一系列参数化研究。结果表明，在不同加载情形下，如何通过改变几何或力学参数来调节或优化拉脱力，并且被称为剥离线的脱离边界长度作为最大化粘附的关键因素浮现出来。本文所提出的方法有助于更好地理解具有复杂几何或材料各向异性的生物胶粘剂的力学行为，凸显了界面处与膜自身内部的应力分布之间的相互作用。