黏聚颗粒材料中微观力学相互作用的度量与升尺度
软凝聚态物质
2021-06-17 v1
摘要
一般而言,无序异质介质的力学性质依赖于多个长度尺度间复杂的相互作用。因此,在这类材料中将局部相互作用与宏观可观测量(如刚度或断裂)联系起来颇具挑战。在此,我们研究一种由软聚合物桥黏结在一起的玻璃珠组成的黏聚颗粒材料的性质。我们利用基于柔性微移液管偏转的装置,表征了单根桥在拉伸与剪切下的力学响应。这些测量结果,连同来自颗粒堆积的X射线微层析图像的信息,进而为大规模离散元模型(DEM)模拟提供依据。尽管简单,这些模拟在各方面均受经验测量约束,并准确预测了团聚体的力学响应,包括其压缩破坏的细节,以及材料刚度如何依赖于其组分的刚度与几何形状。通过展示如何将微观信息准确关联至宏观性质,这些结果为预测复杂无序材料(如多孔岩石、雪或泡沫)的行为提供了新视角。
引用
@article{arxiv.2103.13766,
title = {Measuring and upscaling micromechanical interactions in a cohesive granular material},
author = {Arnaud Hemmerle and Yuta Yamaguchi and Marcin Makowski and Oliver Bäumchen and Lucas Goehring},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.13766},
year = {2021}
}
备注
9 pages, 5 figures