柔性侵入体在二维致密颗粒介质中穿透的弯曲转变
软凝聚态物质
2018-02-14 v1
摘要
我们研究了位于水平板上的二维致密颗粒介质中柔性梁的准静态穿透。我们观察到的不是类似屈曲的行为，而是裂纹状穿透体制（其中纤维仅表现出围绕稳定直线几何形状的小幅波动）与弯曲体制（其中纤维完全弯曲并通过一系列加载/卸载步骤前进）之间的转变。我们表明，纤维的形状重构由单一无量纲参数控制：L/Lc，即柔性梁长度 L 与 Lc（一个弯曲弹性-颗粒长度尺度，取决于纤维的刚度及颗粒介质偏离阻塞堆积分数的程度）之比。此外，我们表明，在穿透实验过程中，弯曲转变的动力学是渐进的，并伴随着纤维附近颗粒堆积分数的对称性破缺。随着纤维逐渐弯曲，在纤维下游生长出一个空腔，而纤维上游颗粒的积累导致了颗粒阻塞簇的形成。我们在弯曲诱导压实的简单模型框架下讨论了我们的实验结果，并表明弯曲转变的速率仅取决于控制参数 L/Lc。
引用
@article{arxiv.1708.02162,
title = {Bending transition in the penetration of a flexible intruder in a 2D dense granular medium},
author = {Nicolas Algarra and Panagiotis Karagiannopoulos and Arnaud Lazarus and Damien Vandembroucq and Evelyne Kolb},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.02162},
year = {2018}
}