缺陷如何导致弹性弹跳中的不对称性？
软凝聚态物质
2025-05-14 v1
摘要
对称屈曲的拱形结构在边界夹紧角度下有两个稳定平衡态：倒置态和自然态。当夹紧距离增加（即约束减少）时，系统从倒置态弹跳到自然态。根据约束减少的速率（“卸载”），弹跳过程中的对称性可能改变：慢速卸载导致不对称弹跳，快速卸载导致对称弹跳。最近研究表明[Wang et al., Phys. Rev. Lett. 132, 267201 (2024)]，慢速卸载时的瞬态不对称是由于动态引入系统的小不对称前驱振荡（形状扰动）的放大，即使系统本身完全对称。然而，实际上也存在缺陷，如边界条件的小不对称。通过数值模拟和简单玩具模型，我们讨论了内在缺陷和初始不对称形状扰动在决定观察到的瞬态不对称中的相对重要性。我们表明，对于小初始扰动，不对称幅度与内在缺陷大小成比例增长，但当初始形状扰动较大时，内在缺陷不重要——系统不对称由初始不对称形状扰动的瞬态放大主导。我们还表明，不对称的主要起源改变了不对称动态增长的方式。我们的结果可能指导用于控制昆虫大小跳跃机器人的弹跳梁的工程和设计。
引用
@article{arxiv.2411.13971,
title = {How do imperfections cause asymmetry in elastic snap-through?},
author = {Andrea Giudici and Weicheng Huang and Qiong Wang and Yuzhe Wang and Mingchao Liu and Sameh Tawfick and Dominic Vella},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.13971},
year = {2025}
}