粗糙表面的均匀化：有效表面应力和表面弹性
介观与纳米尺度物理
2011-12-30 v1
摘要
将微观结构与电磁、力学、热学及其耦合性质相关联，一直是力学、物理学和材料科学的主要焦点。大多数文献集中于推导宏观复合材料的均匀化本构响应，将有效性质与各种微观结构细节联系起来。由于大的表面积与体积比，纳米尺度的现象需要考虑表面能效应，后者常被用于解释材料行为中的尺寸效应。阐明表面粗糙度对表面应力和弹性行为的影响相对研究不足，且与纳米结构的行为密切相关。在这项工作中，我们提出了将周期性和随机粗糙度与有效表面弹性行为联系起来的推导。我们发现残余表面应力几乎不受粗糙度影响，而表面弹性性质则发生显著改变，重要的是，还可能导致其符号改变——这对基于表面弹性引起的频率测量变化进行传感解释具有重要影响。我们表明，具有粗糙表面的悬臂梁的共振频率平方降低幅度可达其平坦表面值的3倍。
引用
@article{arxiv.1112.6182,
title = {Homogenization of Rough Surfaces: Effective Surface Stress and Superficial Elasticity},
author = {P. Mohammadi and L. Liu and P. Sharma and R. V. Kukta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.6182},
year = {2011}
}