皱缩作为受限薄板中一种通用的应力集中不稳定性
软凝聚态物质
2020-04-13 v1
摘要
薄弹性固体易被变形为无数三维形状，其可能包含如揉皱的糖果包装纸般的尖锐局域结构，或具有如花瓣起伏边缘般平滑弥散的特征。预测并控制这些形态对于涉及纺织品、合成皮肤和充气结构的各类应用至关重要。在此我们表明，先前在特定环境中观察到的“褶皱到皱缩”转变，是受限薄板的一种普遍响应。这一统一图景源于对限制在具有球面、双曲和柱面几何的液体界面上的聚合物薄膜的一系列模型实验，并以宏观膜充气实验作为补充。我们利用跨越这一广泛几何、边界条件和长度尺度的测量，量化了皱缩相的几个鲁棒形态特征，并构建了用于皱缩形成的经验相图，该相图厘清了曲率与压缩的竞争效应。我们的结果表明，皱缩是一种在大数据曲率下由于弹性能和基底能竞争而涌现的通用微结构。
引用
@article{arxiv.2002.10377,
title = {Crumples as a generic stress-focusing instability in confined sheets},
author = {Yousra Timounay and Raj De and Jessica L. Stelzel and Zachariah S. Schrecengost and Monica M. Ripp and Joseph D. Paulsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.10377},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 7 figures