软性颗粒在圆形剪切下的内部运动：速率相关的震动及其空间结构
软凝聚态物质
2025-02-18 v3
摘要
在剪切作用下的紧密堆积颗粒常表现出令人惊奇的间歇现象，具体表现为我们称之为震动的突发应力下降。为探讨这一现象的本质，我们设计了一种能够在准静态循环驱动下施加均匀且无限制剪切应变的圆形剪切单元。通过折射指数匹配荧光素 tomography 3D 捕捉球形 PDMS（聚二甲基硅氧烷）颗粒在宽范围剪切速率下的运动轨迹。单个颗粒位移波动幅度的统计结果显示，其对剪切速率存在显著依赖。高剪切速率下，颗粒运动光滑；中等剪切速率下，震动现象出现，颗粒簇显示出较大的位移；低剪切速率下，颗粒簇可跨越整个系统，并呈现局部颗粒运动的亚结构。总体而言，我们确认当前实验 setup 中的震动现象与先前工作 [Phys. Rev. Lett., 126, 128001 (2021)] 一致，我们提出的无量纲剪切速率 [Phys. Rev. Research 6, 023065 (2024)] 确为统一不同实验几何中观察到的转变的良好参数。
引用
@article{arxiv.2411.16293,
title = {Internal motion of soft granular particles under circular shearing: Rate-dependent quaking and its spatial structure},
author = {Jr-Jun Lin and Cheng-En Tsai and Jung-Ren Huang and Jih-Chiang Tsai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.16293},
year = {2025}
}