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Erschienen in: Journal of Elasticity 1/2022

08.06.2022

Some Effects of Fiber Dispersion on the Mechanical Response of Incompressible Soft Solids

verfasst von: Shashwati Sen

Erschienen in: Journal of Elasticity | Ausgabe 1/2022

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Abstract

Many soft tissue materials consist of an isotropic ground matrix which is reinforced by fibers that are dispersed about a mean orientation. In this work, we attempt to examine how fiber dispersion affects the mechanical response of a base Neo-Hookean material subjected to a few simple deformations. We find that the composite which consists of a highly dispersed fiber assembly exhibits large resistance to compressive loads along the mean fiber direction. It is an established fact that for a unidirectionally reinforced base material, fiber compression leads to material instability and loss of ellipticity of governing equations primarily due to fiber kinking. We observe that reinforcement by means of dispersed fibers improves material stability against kinking in planar deformations. We present results for two particular fiber strain energy densities, namely, the standard reinforcing model and the exponential model and employ the rotationally symmetric von-Mises distribution function to incorporate fiber dispersion. It is expected that the results qualitatively depict the general response of a Neo-Hookean solid that is reinforced by fibers with a convex strain energy function and which are dispersed with rotational symmetry about a preferred direction.

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Literatur
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Metadaten
Titel
Some Effects of Fiber Dispersion on the Mechanical Response of Incompressible Soft Solids
verfasst von
Shashwati Sen
Publikationsdatum
08.06.2022
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Journal of Elasticity / Ausgabe 1/2022
Print ISSN: 0374-3535
Elektronische ISSN: 1573-2681
DOI
https://doi.org/10.1007/s10659-022-09901-8

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