振动诱导的“热激发”夹具转变

我们采用受力扭转振子法测量了颗粒介质的准静态频率响应，施加频率 $f_{p}$ 在 $10^{-4}$ Hz至5 Hz范围内的弱振动，同时由外部振动器产生高频 $f_{s}$ 在50 Hz至200 Hz范围内的振动。振动强度 $\Gamma$ 小于流化极限。在振子响应随 $\Gamma$ 或 $f_{p}$ 变化时观察到损耗因子峰。以 $\ln f_{p}$ 对 $1/\Gamma$ 作图时，峰位遵循阿姆斯壮尔行为，在 $f_{p}$ 的四个数量级上。该数据可描述为涉及概率因子 $\exp(-\Gamma_{j}/\Gamma)$ 的随机跳跃过程，其中 $\Gamma_{j}$ 为 $f_{s}$ 相关的特征振动强度。给出 $f_{s}$ 无关的描述 $\exp(-\tau_{j}/\tau)$，其中 $\tau_{j}$ 为固有特征时间，$\tau = \Gamma ^{n}/2\pi f_{s}$，n=0.5-0.6，为经验控制参数，具有时间单位。$\tau$ 被视为扰动颗粒可进行结构重组的有效平均时间。损耗因子峰作为振动颗粒系统动态行为的临界现象，在时间尺度 $1/f_{p}$ 下，$\Gamma$ 小时系统呈固类行为，振子被夹入颗粒材料；$\Gamma$ 大时呈流体类行为，振子可发生粘性滑动。