基于复合调和指数波形（CHEW）的流体循环拉伸性能测量
软凝聚态物质
2025-06-23 v1
摘要
在最近将指数剪切在扭转流变仪中用于计算瞬态平面拉伸粘度（Kroo 等 2025a）的基础上，我们将该技术扩展到复杂流体和软固体的循环拉伸测量。提供一种新颖的输入应变波形，作为流型参数变化时在指数剪切和振荡剪切（SAOS/MAOS/LAOS）之间的平滑插值。类似于固体的循环拉伸疲劳测试或口腔中的咀嚼过程，这种复杂的应变历史用于量化在连续拉伸循环中大应变下材料拉伸性能的演化。在大Hencky应变率的极限下，该波形局部增加指数，产生强材料拉伸的时段。这允许在周期函数的特定域内直接计算瞬态平面拉伸粘度。我们在模型流体上演示了该技术，然后应用于会变的复杂多相材料。后者表明，这些流体在重复的拉伸循环中展现出其流变学性能的渐进演化。我们聚焦两个实例：一种脆弱的食品材料（熔化的帕洛尔奶酪），其在连续拉伸循环中系统性地降低其拉伸响应，变异率直接取决于有效Hencky应变率。我们将其与一种PVA-硫酸盐溶液进行对比，后者在连续拉伸循环中表现出恰恰相反的效果：拉伸循环中平面拉伸响应不断增加，由于链间相互作用（通过拉伸控制）在流体中构建结构。这些结果凸显了一种研究复杂流体在周期性拉伸中体积拉伸性能的有前景的新方法。
引用
@article{arxiv.2506.16747,
title = {Measuring Cyclic Tensile Properties of Fluids with Composite Harmonic Exponential Waveforms (CHEW)},
author = {L. A. Kroo and R. A. Nicholson and M. W Boehm and S. K. Baier and P. A. Underhill and G. H. McKinley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.16747},
year = {2025}
}