为了进行理论与实验的对比,我们需要确定本构方程中的材料参数。每个分子体积的一个代表数值。通过烘干合成好的水凝胶,我们可以得到初始的溶胀比y =1.8。为了确定混合焓 ,我们将一块合成好的水凝胶浸没在去离子水中并让其充分溶胀,然后我们测量溶胀的倍数,并根据公式计算出混合焓x=0.48。将计算出的混合焓和初始溶胀比代入公式还能得到初始的化学势能。
还剩下三个与化学场无关的材料参数,我们通过单轴拉伸来拟合这三个剩下的参数。为了计算简便,我们移除了水凝胶基体自由能函数mW中的化学场,于是mW退化为Neo-Hookean形式。我们通过单轴拉伸纯水凝胶,得到4Nk T=10 Pa 。
其中p为静水压力,由不可压的水凝胶基体和纤维带来,需要通过边界条件确定。我们考虑了两种由不同打印路径打印的拉伸试件:第一种是打印方向与试件的纵向方向一致,我们命名为试件A;第二种是打印方向与试件的横向方向一致,我们命名为试件B。