弹性体和黏合剂中的气泡形成与纤维化建模。第一部分：黏弹性不稳定
软凝聚态物质
2026-03-20 v1
摘要
软弹性体和黏合剂中的气泡现象常被视为弹性不稳定，通常与不可压缩固体的研究有关，是黏合剂纤维化和最终失效的第一步。建立在 Lamont 等人（2025）工作基础上，弹性体材料被视为交联范德鲁瓦斯流体。范德鲁瓦斯贡献捕捉排斥体积和黏合力，非（聚）凸性，可为气泡核化提供内在分析准则。本 work 引入了渐变增强的连续介质框架，探讨从黏弹性不稳定和相应相变的角度考察气泡形成，无需预先存在缺陷。相应的热力学一致推导包括引入相关材料长度尺度以及与聚合物链错位期间的黏性耗散。本 work 不研究黏弹性不稳定期间材料所经历的损伤，也不研究从致密相向稀疏相的转换。有趣的是，对于以剪切响应为基准的应变硬化和应变软化模型，本 work 复现了类似气泡预期不稳定的现象。仿真再现了关键实验趋势，包括基于胶层厚度的大气泡到小气泡数量转换的尺度驱动转变。该框架为驱动气泡核化的黏弹性不稳定提供了稳健、物理上依据的基础，使其能够集成损伤、断裂和耗散模型，以捕获完整的气泡形成、纤维化和失效过程。
引用
@article{arxiv.2603.18262,
title = {Modeling cavitation and fibrillation in elastomers and adhesives. Part I: Cohesive instability},
author = {S. Mohammad Mousavi and Sarvesh Joshi and Franck Vernerey and Nikolaos Bouklas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.18262},
year = {2026}
}