结构无序对二维点阵材料弹性响应的影响
软凝聚态物质
2022-08-31 v1 材料科学
摘要
我们通过二维梁网络的数值模拟考察节点位置无序化如何影响点阵材料的线弹性行为。选取三种不同的初始晶体几何作为代表：低连接度的力学各向同性材料、高连接度的力学各向同性材料，以及中等连接度的力学各向异性材料。引入无序在局部（节点）尺度上产生弹性张量的空间涨落。适当的粗粒化揭示出定义良好的连续介质尺度弹性张量。增加无序有助于使初始各向异性材料变得更各向同性。无序对材料刚度的影响取决于点阵连接度：增加无序使高连接度点阵软化、使低连接度点阵硬化，且不改变弹性模量与密度之间的标度关系（高连接度为线性标度，低连接度为三次标度）。在具有中等固定连接度的点阵中引入无序则显现出两种标度：低密度时为线性标度，高密度时为三次标度，且交叉密度随无序度增加。与经典表述相反，本工作表明连接度并非控制弹性模量标度的唯一参数。它为通过点阵结构无序化获取新颖力学性质提供了一条有前景的途径。
引用
@article{arxiv.2206.06845,
title = {Effect of architecture disorder on the elastic response of two-dimensional lattice materials},
author = {Antoine Montiel and Thuy Nguyen and Cindy Rountree and Valérie Geertsen and Patrick Guenoun and Daniel Bonamy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.06845},
year = {2022}
}