观察压实颗粒介质在应变率软化行为中的现象
软凝聚态物质
2024-05-01 v1 应用物理
摘要
围绕压实颗粒材料的应变率灵敏性问题，已有广泛研究，大多数结果表现出应变率增强行为。然而本研究基于对不同材料、表面性能、粒径、形状和刚性的颗粒簇进行三轴测试，发现其在特定应变率范围内表现出显著的应变率软化行为。这种软化效应在常见稻米颗粒的实验中尤为明显。通过考察稻米颗粒在不同 confinement 压力和表面条件下的行为，并直接测量不同加载速率下的摩擦系数，发现表面摩擦系数随应变率升高而降低，这是导致应变率软化行为的主要原因。该结论经有限元法(FEM)模拟结果验证。此外，我们还识别出 confinement 压力作为调节颗粒间正应力并进而增强摩擦行为的关键因素。流变仪测试表明，切应力模量也呈现出类似的应变率软化趋势。本研究增强了对压实颗粒介质在 confinement 条件下变形机制的理解，也表明局部颗粒间摩擦学对整体颗粒行为具有重要影响。
引用
@article{arxiv.2404.19321,
title = {Observation of strain-rate softening behavior in jammed granular media},
author = {Mingchao Liu and Weining Mao and Yiqiu Zhao and Qin Xu and Yixiang Gan and Yifan Wang and K Jimmy Hsia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.19321},
year = {2024}
}
备注
16 pages, 12 figures