单夹紧热化弹性薄板中倾斜转变动力学的几何控制

我们研究单夹紧悬臂构型下薄弹性板的有限温度动力学。已知该系统表现出倾斜转变，此时板的平均偏好平面由水平移向水平上方或下方的某一平面。由此产生的热粗糙双态（上/下）系统在多个时间尺度上具有丰富动力学。在倾斜区中，有限能垒将自发选择的上态与反演对称的下态隔开。分子动力学模拟证实，在足够长时间内，此类热化弹性板在两态间转变，并在每态停留有限驻留时间。人们可能认为温度是倾斜反转的主要驱动因素。我们却发现，在固定倾斜序参量下，主要控制参数是夹紧宽度与其余自由板总长度之比这一无量纲纯几何长宽比。结合有效平均场理论与 Kramers 理论，我们推导了转变率并考察其渐近行为。在超出材料相关热长度尺度的长度尺度上，弹性常数的重正化定性改变了温度响应。特别地，转变被热涨落抑制，增强了倾斜态的鲁棒性。我们在一系列长宽比与温度下以进一步分子动力学模拟检验并补充了这些发现。