微颗粒介质中脉冲能量耗散与小尺度效应的机制
材料科学
2016-01-20 v1 软凝聚态物质
摘要
我们研究了置于线性弹性基底上的一维均匀微颗粒链中的脉冲响应。微颗粒相互作用由Schwarz接触模型解析描述，该模型包含非线性压缩以及 snap-to/from-contact 粘附效应，在力-变形关系中形成滞回环。我们观察到复杂的瞬态动力学，包括孤立脉冲的瓦解、局部聚集以及低到高频的能量转移，导致能量耗散增强。我们详细研究了脉冲加载介质中团簇形成的潜在动力学，并将增强的能量耗散与团簇形成速率联系起来。这些不寻常且有趣的动力学现象在一系列物理可行条件下是稳健的，并且纯粹是尺度效应，因为它们归因于表面力，而表面力在宏观尺度上无影响。我们建立了此类系统中再聚集速率与有效阻尼之间的普适关系。我们的研究结果表明，产生新非线性特征的尺度效应可极大地影响微颗粒材料的动力学和声学。
引用
@article{arxiv.1508.00771,
title = {Mechanisms for impulsive energy dissipation and small scale effects in micro-granular media},
author = {Jonathan Bunyan and Alexander F. Vakakis and Sameh Tawfick},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.00771},
year = {2016}
}