周期性弹性晶格均匀化导致的材料失稳与后续再稳定
经典物理
2025-03-25 v2 软凝聚态物质
摘要
通过二维均匀化导出了两类非线性弹性材料。这些材料等效于一个由轴向可变形且轴向预加载的结构单元组成的周期性网格，承受涉及弯曲、剪切和法向力的增量变形。一类材料的单胞特征在于变形集中在有限自由度框架内的单元。相比之下，另一类材料涉及弥散变形，建模为具有足够高轴向柔度的可弯曲杆。在增加的压缩载荷下，等效材料的弹性张量失去正定性，随后经历椭圆性丧失。值得注意的是，在某些条件下，这种稳定性丧失之后会发生后续再稳定；即材料重新进入椭圆区域甚至正定性区域，同时底层弹性晶格恢复到稳定状态。这种效应与单元的轴向柔度密切相关。我们的结果：(i.) 展示了在弹性范围内利用具有有限自由度的结构单元来创建具有可调失稳性的结构材料的新可能性，(ii.) 引入了以稳定性或失稳性“岛”为特征的可重构材料。
引用
@article{arxiv.2501.05044,
title = {Material instability and subsequent restabilization from homogenization of periodic elastic lattices},
author = {Davide Bigoni and Andrea Piccolroaz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.05044},
year = {2025}
}
备注
31 pages, 13 figures