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Configurational Mechanics of Soft Materials: Revolutionising Geometrically Nonlinear Fracture

Description du projet

Une meilleure compréhension de la «fracture molle» permet d’améliorer les conceptions

Les matériaux durs tels que les métaux, les plastiques et les composites ont été le principal pilier du développement des dispositifs. Les matières molles s’imposant de plus en plus dans des domaines tels que l’ingénierie tissulaire, la robotique douce et l’électronique extensible, il est devenu impératif de mieux caractériser leur mécanique de rupture géométriquement non linéaire, étant donné qu’elles permettent des déformations extrêmement importantes. Le projet SoftFrac, financé par le CER, répondra à ce besoin par une approche théorique, informatique et expérimentale combinée. Exploitant le développement de la «mécanique configurationnelle», SoftFrac développera une théorie et un modèle de fracture configurationnelle transformationnelle. L’étude expérimentale de la fracture géométriquement non linéaire des matériaux mous permettra d’étoffer le modèle et conduira à une conception rationnelle et améliorée des matériaux mous afin de minimiser la fracture.

Objectif

SoftFrac will revolutionise geometrically nonlinear fracture mechanics of soft materials (in short soft fracture) by capitalising on configurational mechanics, an unconventional continuum formulation that I helped shaping over the past decades. Mastering soft fracture will result in disruptive progress in designing the failure resilience of soft devices, i.e. soft robotics, stretchable electronics and tissue engineering applications. Soft materials are challenging since they can display moduli as low as only a few kPa, thus allowing for extremely large deformations. Geometrically linear fracture mechanics is well established, nevertheless not applicable for soft fracture given the over-restrictive assumptions of infinitesimal deformations. The appropriate geometrically nonlinear, finite deformation counterpart is, however, still in its infancy. By combining innovative data-driven/data-adaptive constitutive modelling with novel configurational-force-driven fracture onset and crack propagation, I will overcome the fundamental obstacles to date preventing significant progress in soft fracture. I propose three interwoven research Threads jointly addressing challenging theoretical, computational and experimental problems in soft fracture. The theoretical Thread establishes a new constitutive modelling ansatz for soft in/elastic materials, and develops the transformational configurational fracture approach. The computational Thread provides the associated novel algorithmic setting and delivers high-fidelity discretisation schemes to numerically follow crack propagation driven by accurately determined configurational forces. The experimental Thread generates and analyses comprehensive experimental data of soft materials and their geometrically nonlinear fracture for properly calibrating and validating the theoretical and computational developments. Ultimately, SoftFrac, for the first time, opens up new horizons for holistically exploring the nascent field soft fracture.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.

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Mots‑clés

Les mots-clés du projet tels qu’indiqués par le coordinateur du projet. À ne pas confondre avec la taxonomie EuroSciVoc (champ scientifique).

Programme(s)

Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.

Thème(s)

Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.

Régime de financement

Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2021-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

FRIEDRICH-ALEXANDER-UNIVERSITAET ERLANGEN-NUERNBERG
Contribution nette de l'UE

La contribution financière nette de l’UE est la somme d’argent que le participant reçoit, déduite de la contribution de l’UE versée à son tiers lié. Elle prend en compte la répartition de la contribution financière de l’UE entre les bénéficiaires directs du projet et d’autres types de participants, tels que les participants tiers.

€ 2 494 538,00
Adresse
FREYESLEBENSTRAßE 1
91058 ERLANGEN
Allemagne

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Région
Bayern Mittelfranken Erlangen, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total

Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.

€ 2 494 538,00

Bénéficiaires (1)

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