通过自局域热失控自发耗散弹性能量

由剪切加热引起的材料软化所诱发的热失控不稳定性代表了粘弹性固体机械失效的一种潜在机制。在这项工作中，我们提出了一个基于粘弹性材料连续介质表述的模型，其中粘度对温度具有 Arrhenius 依赖关系，并通过解析和数值方法研究了热失控现象的行为。对该问题的近似解析描述表明，热失控不稳定性的 onset 仅由两个物理参数的无量纲组合控制。模型的数值模拟独立验证了这些解析结果，并允许对剪切应力的完整时间演化以及失控不稳定期间温度和位移的空间分布进行定量考察。因此，我们发现热失控过程完全可以在非绝热条件下发展。此外，不稳定失控模式的非绝热性导致应变和温度剖面在空间上连续且极端地局域化，表明热失控过程可能导致剪切带化。我们给出了剪切带内部与外部基本不变形材料之间剪切位移空间分布的时间演化示例。最后，给出了失控不稳定期间剪切应力、位移、剪切带宽度和温升演化之间的简单关系。