合成弹性体的扑克筹码实验
软凝聚态物质
2024-02-13 v1 数值分析
数值分析
摘要
在最近的一项研究中，Kumar 和 Lopez-Pamies (J. Mech. Phys. Solids 150: 104359, 2021) 对 Gent 和 Lindley (Proc. R. Soc. Lond. Ser. A 249: 195--205, 1959) 著名的关于天然橡胶的扑克筹码实验提供了完整的定量解释。简而言之，利用 Kumar、Francfort 和 Lopez-Pamies (J. Mech. Phys. Solids 112: 523--551, 2018) 的断裂理论，他们表明天然橡胶扑克筹码实验中裂纹的萌生由橡胶的强度（特别是静水强度）控制，而萌生裂纹的扩展则由橡胶的体弹性应变能与其固有断裂能之间的 Griffith 竞争所控制。本文的主要目标是将 Kumar 和 Lopez-Pamies 对扑克筹码实验的理论研究扩展到合成弹性体，与天然橡胶相比，合成弹性体：() 可能具有大于其单轴和双轴拉伸强度的静水强度，以及 () 不表现出应变诱导结晶。参数研究以及与近期硅胶弹性体扑克筹码实验的直接比较表明，这两种不同的材料特性对裂纹萌生的位置和时间以及扩展的位置和时间有着深远的影响。结合先前针对天然橡胶提出的结果，本文提出的结果对广义弹性体的扑克筹码实验提供了完整的描述和解释。作为第二个目标，本文还引入了一种全新的完全显式本构规定，用于描述 Kumar、Francfort 和 Lopez-Pamies 断裂理论中表征材料强度的驱动力。
引用
@article{arxiv.2402.06785,
title = {The poker-chip experiments of synthetic elastomers},
author = {Farhad Kamarei and Aditya Kumar and Oscar Lopez-Pamies},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.06785},
year = {2024}
}