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不可伸长弹性环的动态屈曲:线性与非线性分析

软凝聚态物质 2020-05-14 v2

摘要

细长的弹性物体如柱体在载荷下易于屈曲。虽然静力屈曲作为分岔问题已被充分理解,但动态屈曲过程中的形状演化却难以研究得多。受法向压力的弹性环已成为研究可控载荷下动态屈曲的理论与实验范式。实验上,将一个弹性环置于肥皂膜内。当移除环外薄膜时,表面张力将环向内拉,模拟外部加压。在此,我们通过对受压弹性环进行后分岔分析,给出该过程的理论分析。该分析使我们能够理解惯性、材料性质和载荷如何影响观测形状。特别地,我们将直接数值解与后分岔渐近分析相结合,表明惯性将系统驱动至静态屈曲中无法选出的更高阶模态。我们的理论结果解释了标准线性稳定性分析无法捕捉的实验观测。

关键词

引用

@article{arxiv.1905.11661,
  title  = {Dynamic buckling of an inextensible elastic ring: Linear and nonlinear analyses},
  author = {Ousmane Kodio and Alain Goriely and Dominic Vella},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1905.11661},
  year   = {2020}
}

备注

18 pages, 10 figures