Winkler 地基模型对薄弹性体层的适用性:超越泊松比
软凝聚态物质
2020-10-22 v1
摘要
Winkler 地基模型常被用作简化模型,以理解薄弹性层(如涂层)在分布法向载荷下的变形:层的变形被假定与所施加的法向载荷成正比。这种简洁性使 Winkler 模型在从软物质到地球物理的广泛领域中得到应用。然而,在不可压缩弹性层的极限下,该模型预测出无限的变形阻力,从而失效。由于应用中许多薄层为弹性体因而接近不可压缩,我们考虑该 Winkler 模型何时适用于此类薄层的问题。我们形式化推导了一个在 Winkler 与不可压缩极限之间插值薄弹性层的模型,并通过详细考察两个示例问题加以说明:涂层弹性体层的点压痕与软弹性流体动压润滑中的自持抬升。我们发现 Winkler 模型的适用性(或不适用)并非仅由泊松比值决定,而由一个可压缩性参数决定,该参数将泊松比与依赖于所考察问题的层细长比度量相结合。
引用
@article{arxiv.2010.11133,
title = {Validity of Winkler's mattress model for thin elastomeric layers: Beyond Poisson's ratio},
author = {Thomas G. J. Chandler and Dominic Vella},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.11133},
year = {2020}
}