水凝胶管脱水排空时的周向屈曲
软凝聚态物质
2022-12-05 v1
摘要
一根完全浸没在水中的圆柱形水凝胶管通过溶胀并填充其内部空腔而水合。当其重新接触空气时，它发生脱水：管子从而通过管壁排出溶剂，发生收缩。这一脱水过程导致管腔内出现负压，可引发周向屈曲。此处我们使用结合非线性弹性与Flory-Rehner理论的连续模型研究此类屈曲的发生，以同时考虑大变形与水凝胶的活性行为。在准静态近似下，我们采用推广至化学-力学方程的增量变形形式，确定触发屈曲的封闭体积阈值。该临界值被发现依赖于壳层厚度、化学势与本构特征。所得结果与完整动力学问题的有限元模拟结果吻合良好。
引用
@article{arxiv.2212.01240,
title = {Circumferential buckling of a hydrogel tube emptying upon dehydration},
author = {Michele Curatolo and Federico Lisi and Gaetano Napoli and Paola Nardinocchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.01240},
year = {2022}
}