微弱可压缩性及其对泊松比变化的敏感性
软凝聚态物质
2013-02-13 v1
摘要
橡胶和生物软组织的有限元模拟通常假设被变形材料是微弱可压缩的。本文表明，在剪切变形中，相应的正应力分布可能对泊松比的变化表现出极高的敏感性。这些变化甚至可能导致通常的 Poynting 效应发生反转。因此，在对橡胶和软组织进行数值建模时，任意选取泊松比值的常规做法，几乎必然会导致剪切块体中的模拟正应力与实际正应力之间出现显著差异，这是因为假设的泊松比值与实际值存在差别。令人担忧的结论是，基于任意指定接近 1/2 的泊松比值的模拟，即使对于最简单的剪切变形，也无法准确预测正应力分布。解析分析表明，这种敏感性源于橡胶类材料所有变形中不可避免伴随的微小体积变化。为了最小化这些影响，在开始模拟前应极其谨慎地精确测定泊松比。
引用
@article{arxiv.1302.2735,
title = {Slight compressibility and sensitivity to changes in Poisson's ratio},
author = {Michel Destrade and Michael D. Gilchrist and Julie Motherway and Jerry G. Murphy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.2735},
year = {2013}
}
备注
17 pages