玉米淀粉和水悬浮液受冲击响应中系统跨度动态阻塞区域的本构关系
摘要
我们通过实验表征了由玉米淀粉和水组成的浓缩悬浮液的冲击响应。我们观察到，在冲击器撞击悬浮液表面后，悬浮液会延迟支撑巨大的法向应力（量级为 MPa）。我们表明，无论是这种延迟还是应力的大小，都无法用基于稳态粘度的剪切增稠标准流变模型，或基于附加质量或其他惯性效应的冲击模型来解释。当冲击器前方的悬浮液动态阻塞区域传播到容器的对面边界时，应力增加发生；当该区域跨越固体边界时，能够支撑巨大的应力。我们提出了一种冲击流变学的本构关系，以将冲击器上的力与其位移联系起来。这可以用有效模量来描述，但仅在动态阻塞区域跨越固体边界所需的延迟之后。模量和延迟均报告为冲击速度、流体高度和重量分数的函数。我们在 companion paper (arXiv:1709.01133) 中报告了当动态阻塞区域跨越冲击器和对面边界时的结构。在直接的后续研究中，我们表明该本构模型可用于定量预测，例如，人在玉米淀粉和水上行走或奔跑时脚的轨迹和穿透深度。
引用
@article{arxiv.1407.0719,
title = {Constitutive relation for the system-spanning dynamically jammed region in response to impact of cornstarch and water suspensions},
author = {Rijan Maharjan and Shomeek Mukhopadhyay and Benjamin Allen and Tobias Storz and Eric Brown},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.0719},
year = {2018}
}
备注
v3: added more stress data. We removed reflected light intensity tracking data which was irreproducible, and retract our claim of a 2nd front. v4: Visualization data was moved to a separate paper(arXiv:1709.01133). v5: some content was moved to a separate arxiv submission: "Testing constitutive relations by running and walking on cornstarch and water suspensions"