Using the Finite Element Analysis Method to Study the 3-point Bending Test for the Characterization of the Adherence

An elastic finite element analysis was conducted to evaluate the stress distribution in the initiation zone of the adhesive rupture during the 3-point bending test. This test is used to measure the adherence between a polyepoxy adhesive and aluminum alloy with different surface treatments. The purpose is to compare, in the high stress concentration areas, the stress fields calculated using finite element method with the experimental data obtained in different configurations. Focusing on the load level at crack initiation, on the localization and the size of adhesive failure initiation, a local criterion for adhesive fracture is proposed based on the value of the stress normal to the interface

Using the 3-point bending method to study failure initiation in epoxide-aluminum joints

Abstract The increasing use of adhesives in industry has boosted the search for tests which allow the adherence level to be defined. These tests, depending on the type of load, examine different stresses, failure modes and mixed modes. Furthermore, these tests can be focused either on initiation or propagation of adhesive failure. The subject of this study is the initiation of adhesive failure. The initiation of failure can be determined with the 3-point bending test. Trials of 3-point bending tests were conducted on an aluminum 2024 substrate, with two different thicknesses, in order to understand the impact of the adherend thickness. The aluminum substrate received different types of surface pre-treatment: acetone cleaning, hydrochloric acid etching or aminopropyltriethoxysilane coating. Two adhesives were used: the first one was a mixture of epoxy pre-polymer DGEBA and DETA amine, whereas the second was a commercially formulated adhesive, ELECOLIT 6604. The initiation of adhesive failure was obtained by 3-point bending test and verified with SEM analysis. The failure loads measured enabled the effect of surface treatment on adhesive failure to be revealed: the results indicate that the surface treatment with silane is the most efficient in comparison to hydrochloric acid etching and of course to the simple acetone degreasing. It was assumed that the scatter of the results obtained for each series is due to the variation of the “intrinsic” adherence between the adhesive and the substrate. Furthermore, it was noted that the failure loads for different substrate thicknesses cannot be compared due to the effect of the thickness: it was therefore not possible to simply compare results obtained for different thicknesses of the same substrate for a given substrate-adhesive system. The energy approach proposed in this study makes it possible. The energy requested to initiate the adhesive failure for a given system can then be known, whatever the initial geometry of the 3-point bending test is. However, it was also shown that the thickness of the substrate must be correctly chosen. A thick substrate increases the dispersion and a thin substrate may induce local unwelcome plastic strain. In conclusion, this study allows to define an energy criteria for adhesives failure initiation

Traitement de données vectorielles multicapteurs. Application à l'acoustique sous-marine

L'utilisation de données vectorielles multi-capteurs en acoustique sous-marine offre de nouvelles possibilités de séparation d'ondes. Nous proposons d'utiliser séquentiellement le traitement vectoriel (polarisation) puis le traitement multi-capteurs (antenne). Pour l'étude de la propagation marine, sismique et acoustique en Ultra Basses Fréquences (U.B.F., entre 1 et 50 Hz), une estimation de la contribution du sous-sol sur des données réelles basée sur ce traitement séquentiel illustre l'intérêt de cette méthode

Contacts adhésifs sur surfaces texturées d'élastomères : effet d'échelle

Les contacts adhésifs dont une des surfaces est micro-texturée à l'aide de motifs a soulevé une attention considérable ces deux dernières décennies. La compréhension fondamentale de ces contacts est primordiale car elle permettrait de contrôler les propriétés d’adhésion des matériaux par texturation plutôt que par fonctionnalisation chimique. Néanmoins le rôle précis des paramètres majeurs qui gouvernent ce type de contacts reste à identifier clairement. Nous allons discuter les conditions de formation d’un contact entre des hémisphères élastiques en PDMS et des surfaces micro-texturés avec des piliers hexagonaux souples, également en PDMS. Nous avons mis en œuvre le test « JKR » qui relie l’énergie d’adhésion à l'aire de la surface de contact entre l'hémisphère et l'échantillon plan. Toutefois, ce dispositif expérimental permet, outre une utilisation 'quasi-statique' classique, d'explorer en fréquence le comportement du contact : un mode dynamique a été développé à cet effet qui travaille en chargement cyclique. Ceci permet d'analyser l’effet de la sollicitation fréquentielle en fonction des paramètres des surfaces texturées. Dans un contexte de tests statiques, nous décrivons le rôle structural des piliers et discutons un phénomène d’hystérèse de contact après un chargement et un déchargement, exclusivement due au contact entre les plots et sans influence sur le comportement du contact sur plots. Dans un deuxième temps, nous montrons que la variation du rapport d'aspect des motifs de texturation de surface conduit à un comportement invariant lors de la formation d’un contact entre un hémisphère et un substrat souple élastique : l'homothétie géométrique à l'échelle étudiée conduit à des comportements au contact similaires en mode statique ainsi que dynamique

SARS-CoV-2 susceptibility and COVID-19 disease severity are associated with genetic variants affecting gene expression in a variety of tissues

Variability in SARS-CoV-2 susceptibility and COVID-19 disease severity between individuals is partly due to genetic factors. Here, we identify 4 genomic loci with suggestive associations for SARS-CoV-2 susceptibility and 19 for COVID-19 disease severity. Four of these 23 loci likely have an ethnicity-specific component. Genome-wide association study (GWAS) signals in 11 loci colocalize with expression quantitative trait loci (eQTLs) associated with the expression of 20 genes in 62 tissues/cell types (range: 1:43 tissues/gene), including lung, brain, heart, muscle, and skin as well as the digestive system and immune system. We perform genetic fine mapping to compute 99% credible SNP sets, which identify 10 GWAS loci that have eight or fewer SNPs in the credible set, including three loci with one single likely causal SNP. Our study suggests that the diverse symptoms and disease severity of COVID-19 observed between individuals is associated with variants across the genome, affecting gene expression levels in a wide variety of tissue types

Numerical methods for the computation of the confluent and Gauss hypergeometric functions

The two most commonly used hypergeometric functions are the confluent hypergeometric function and the Gauss hypergeometric function. We review the available techniques for accurate, fast, and reliable computation of these two hypergeometric functions in different parameter and variable regimes. The methods that we investigate include Taylor and asymptotic series computations, Gauss-Jacobi quadrature, numerical solution of differential equations, recurrence relations, and others. We discuss the results of numerical experiments used to determine the best methods, in practice, for each parameter and variable regime considered. We provide 'roadmaps' with our recommendation for which methods should be used in each situation

A first update on mapping the human genetic architecture of COVID-19

peer reviewe

Structure et propriétés de nano-couches multiples organique-inorganiques ( effet sur l'adhésion)

Les interactions interraciales et les phénomènes de dissipation d'énergie déterminent pour une large part l'énergie d'adhésion entre deux solides. Dans cette étude, des multicouches nanostructurées alternativement organiques et métalliques, déposées sur un substrat hydrophile, sont réalisées pour faire varier les propriétés mécaniques et dissipatives du substrat. L'objet premier de ce travail est de caractériser ces multicouches. Les résultats sur les propriétés adhésives des multicouches vis-à-vis d'un élastomère montrent : i) une évolution de la structure de l'or en fonction de son épaisseur, ii) des conformations différentes des dithiols, iii) une interconnexion des couches successives d'or. Les influences de la topographie des couches d'or, de la longueur des chaînes carbonées des alkylthiols, de la fonctionnalité terminale et de la longueur des molécules organiques des couches intermédiaires sur l'énergie d'adhésion avec le polyisoprène sont mises en évidence.MULHOUSE-SCD Sciences (682242102) / SudocMULHOUSE-ENSISA (682242207) / SudocSudocFranceF

Fibre de coton (microstructures et propriétés de surface)

Le principal objectif de ce travail était de caractériser d'un point de vue physico-chimique la surface de la fibre de coton. Une fibre brute et une fibre extraite à l'éthanol ont été analysées. Cette caractérisation a été principalement menée par chromatographie gazeuse inverse (IGC), permettant de déterminer l'énergie de surface de ces fibres en fonction de la température ainsi que leur morphologie de surface à une échelle moléculaire, avant et après traitement. Il a été montré que l'énergie de surface de la fibre brute dépend fortement de la présence de cires et de pectines qui recouvrent un tel type de fibre. En particulier, la fusion des cires en surface des fibres est nettement mise en évidence dans une gamme de températures comprises entre 50 et 90C. La nano-morphologie de la surface de la fibre de coton est aussi très affectée par la présence des cires : une extraction à l'éthanol conduisant à une surface plus homogène d'un point de vue topographique. Dans la de Kième partie de ce travail, pour confirmer les résultats obtenus par IGC, la fibre de coton a été caractérisée par d'autres techniques microscopiques (microscopies électronique et à force atomique) et spectroscopiques (spectroscopie de photoélectrons, spectroscopies vibrationnelles, ...).The aim of this work was to characterize the surface of the cotton fibre from a physical and chemical point of view. Raw and ethanol extracted fibres were particularly analysed. This characterization was mainly performed by means of inverse gas chromatography (IGC), which allowed us to determine the surface energy of the fibres as a function of temperature as well as their surface morphology at a molecular scale, before and alter treatment. It was shown that the thermodynamic surface energy of the raw cotton fibre strongly depends on the presence of waxes and pectins which usually cover such a type of fibre. In particular, the melting of waxes on the fibre surface, in a range of temperatures from 50 to 90C, is clearly pointed out. The nano-morphological aspects of the cotton fibre surface are also greatly affected by the presence of waxes: ethanol extraction leading to a more homogeneous surface from a topographical point of view. To confirm the results obtained by IGC, the characterization of cotton fibres was completed, in the second part of this work, by means of other microscopical (electronic and atomic force microscopies ) and spectroscopie (X-ray photoelectron spectroscopy, vibrational spectroscopies, ...) techniques.MULHOUSE-SCD Sciences (682242102) / SudocMULHOUSE-ENSISA (682242207) / SudocSudocFranceF