球壳因临界载荷黏弹性折减导致的延迟屈曲
软凝聚态物质
2021-10-04 v1
摘要
我们对由常见硅橡胶弹性体制成、含缺陷种子的球壳进行了动态压力屈曲实验。与准静态实验不同，球壳在表面上的亚临界压力（即低于实验确定的弹性屈曲载荷）下发生屈曲，且常伴随显著的时间延迟。在强调与弹性壳屈曲的密切联系的同时，我们借助黏弹性解释观测结果。特别地，我们证明较低临界载荷可由材料性质确定，这通过类比弹性球壳屈曲得以合理化。随后我们引入一个以经验量为中心的模型，表明黏弹性蠕变变形以降低临界载荷的方式与弹性壳中缺陷增长的方式同样可预测、可量化。这使我们能够刻画临界挠度与延迟时间如何依赖于施加压力、材料性质与缺陷几何。这些量在实验中易于测量。因此，我们的工作不仅从弹性壳屈曲视角为黏弹性行为提供直观理解，也为现有机械执行器（如气动夹爪）引入可调、时间可控的驱动提供了易行的途径。
引用
@article{arxiv.2104.02554,
title = {Delayed buckling of spherical shells due to viscoelastic knockdown of the critical load},
author = {Lucia Stein-Montalvo and Douglas P. Holmes and Gwennou Coupier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.02554},
year = {2021}
}
备注
18 pages, 9 figures