聚合物凝胶中的孔隙弹性增韧：理论与数值研究

我们探究含有半无限生长裂纹的聚合物凝胶的I型断裂韧性。首先，在小应变线性化设定内推导能量释放率表达式。该表达式揭示了源于聚合物凝胶孔隙弹性本质的与裂纹尖端速度无关的增韧。然后，我们建立孔隙弹性内聚区模型，通过辨识溶剂压力在促进孔隙弹性增韧中的作用，描述凝胶断裂的微力学。我们通过渐近分析评估有效断裂韧性的增强。我们通过关于稳态传播裂纹情形的数值模拟确认理论发现。广义而言，我们的结果解释了孔隙弹性及断裂区域中发生的过程在促进聚合物凝胶增韧中的作用。