PVA-硼砂体系的应力控制中等振幅振荡剪切 (MAOStress)
软凝聚态物质
2024-03-01 v1
摘要
我们报告了首次对 MAOStress 材料函数的完整测量，结果表明，作为 Deborah 数的函数，在理解线性极限方面，应力可能比应变或应变速率更为基本。所用材料是一种具有单一主导松弛时间的典型粘弹性液体：由四羟基硼酸盐（硼砂）溶液交联的聚乙烯醇 (PVA) 聚合物溶液。我们概述了实验极限线及其对几何形状和测试条件的依赖性。这些 MAOStress 测量使我们能够观察到弱非线性偏离随应力振幅变化的频率依赖性。观察到的 MAOStress 材料函数特征明显比 MAOStrain 更简单，后者的频率依赖性要剧烈得多。利用应变硬化瞬态网络模型 (SSTNM)，我们推导了一种模型指导的非线性材料函数归一化方法，该方法考虑了它们随线性材料属性的缩放关系。此外，我们比较了线性极限下临界应力、应变和应变速率的频率依赖性，这些参数是从 MAOStress 和 MAOStrain 材料函数中严格计算得出的。虽然临界应变和应变速率在整个 Deborah 数范围内变化了几个数量级，但临界应力仅变化了约两倍，这表明应力是衡量非线性强度的更基本量度。这项工作将弱非线性区域的实验可及性扩展到了应力控制仪器和变形，揭示了超越线性粘弹性的材料物理，且其条件适用于理论和详细模拟。
引用
@article{arxiv.2402.19357,
title = {Stress-controlled medium-amplitude oscillatory shear (MAOStress) of PVA-Borax},
author = {Nabil Ramlawi and Mohammad Tanver Hossain and Abhishek Shetty and Randy H. Ewoldt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.19357},
year = {2024}
}