翻转弹性体管的褶皱
软凝聚态物质
2016-09-19 v2
摘要
圆柱形弹性体管在不受任何外力作用的情况下可以保持翻转状态。如果管的厚度较小，翻转后的管除了靠近两端附近的区域外呈圆柱形；如果厚度大于某一临界值，翻转后管的横截面会变为非圆形，这是由力学不稳定性引起的。尽管弹性体管中由翻转引起的力学不稳定性在几十年前已有报道，但对该现象仍缺乏令人满意的解释。在以往的所有研究中，通常采用线性稳定性分析来预测由翻转引起不稳定性时管的临界厚度。预测值与实验值之间存在显著差异，这是众所周知的。在本快报中，基于实验和理论分析，我们表明翻转管内表面上的褶皱形成是一种力学失稳模式，线性稳定性分析无法捕捉到这一模式。相反，结合能量分析与高度非线性变形的数值模拟，使我们能够正确预测褶皱起始时管的临界厚度，以及内表面具有多个褶皱的翻转管的横截面轮廓。
引用
@article{arxiv.1510.07080,
title = {Creasing of an everted elastomer tube},
author = {Xudong Liang and Feiyu Tao and Shengqiang Cai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.07080},
year = {2016}
}