施加扭转的弹性细丝中的束结构
软凝聚态物质
2026-04-01 v1
摘要
我们研究了螺旋多丝束的形成以及实现它们所需的扭矩与施加扭转的关系。具有圆形截面的超弹性细丝平行安装在均匀的圆周上，并连接到端部夹具上，这些夹具可以根据施加的轴向载荷沿扭转轴移动。随着扭转的增加，细丝描述出一个双曲抛物面表面，然后在一个圆上接触，然后随着扭转的增加在中心紧密螺旋束中堆积。虽然对于足够少的细丝，束看起来有序，但对于足够多的细丝和施加的扭转，它们是无序的。我们通过X射线断层扫描揭示，细丝的堆积在径向不稳定性之后变得无序，导致束半径减小，并且细丝在束中相互迁移。然而，发现束中细丝的螺旋角基本恒定，导致倾斜角随距旋转轴的距离而增加。我们开发了能量最小化分析，以考虑细丝的新胡克性质，捕捉观察到的束长度和扭矩随细丝数量的变化。我们表明，束几何和施加的载荷可用于描述作为扭转角函数测量的非线性扭矩曲线。
引用
@article{arxiv.2501.04650,
title = {Bundling architecture in elastic filaments with applied twist},
author = {Amit Dawadi and Animesh Biswas and Julien Chopin and Arshad Kudrolli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.04650},
year = {2026}
}