含两个圆孔的薄弹性片材的拉伸起皱

研究弹性片材起皱的一个范例是Lamé构型，其中环形片材在两边受拉时形成方位角皱纹。由于皱纹在空间上是扩展的，这种不稳定性提供了一种长距离应力传递的机制。该问题的一个自然延伸是含有多孔或对称性破缺的片材中的起皱。在此，我们结合解析建模与实验，研究了含两个圆孔的薄弹性片材中由拉伸引起的起皱。利用双极坐标解析求解了预屈曲状态，从而能够确定起皱阈值与两孔间距的函数关系。我们分析了近阈值起皱及皱纹间的相互作用，并通过视频成像观察漂浮在表面张力可控的液体表面上的旋涂聚苯乙烯薄膜，验证了我们的理论预测与实验观测结果。我们的结果表明，几何对称性破缺，例如第二个孔的存在，强烈影响皱纹的成核、取向和空间范围。除了力学之外，这些发现可能为细胞力感知提供一种简单的机制，其中力的传递通过力学不稳定性被放大。