几何精确梁理论中的广义截面-截面相互作用势：分子间力建模、应变能函数的渐近极限和旋转约束的制定
摘要：广义杆理论中提出了一种普适的框架来建立广义截面-截面相互作用势（SSIP）。通过利用截面无变形的基本运动假设，提出了使用最少六个相对坐标（平动和转动）以空间形式或材料形式客观地描述SSIP的方法。基于工作配对，可以一致地从变分原理中得到以空间形式或材料形式表示的截面-截面相互作用力和力矩。有趣的是，当考虑交互截面之间相对距离和旋转的渐近极限时，可以将著名的几何精确的Simo-Reissner杆理论中的应变度量和应力结果函数识别为SSIP。此外，所提出的变分问题描述具有非常普遍的性质，因此可以基于惩罚或拉格朗日乘数势制定任意方向截面之间的平移和旋转约束。可能的应用包括技术和生物系统中的纤维结构和材料，在这些系统中，所提出的方法可以用于模拟几何复杂排列中纤维之间的短距离或长距离间分子（如静电、范德华或排斥立体）相互作用，并且可以制定不同纤维（如交联聚合物链）或纤维与基质相（如纤维增强复合材料）之间的平移旋转耦合约束。
作者：Christoph Meier and Maximilian J. Grill and Wolfgang A. Wall
论文ID：2105.10032
分类：Classical Physics
分类简称：physics.class-ph
提交时间：2022-08-18