无应变势能下的拟弹性人工材料及其展示颤振不稳定性之方法
摘要：违背超弹性“教条”的非超弹性行为以前没有尝试过，并且通常被认为是不可能的，因为它似乎违反了热力学规律，即在封闭应变循环中可能产生能量。与此观点相反，我们显示非超弹性行为是可能的，并指出实现这一新概念的实际途径。具体而言，建立了一种设计范式，用于人造材料，其中迄今在均匀化方案中被忽略的随从力被引入作为对由线弹性杆产生（对拉伸、弯曲和剪切的反应）的弹性二维网络的预应力负载。Floquet-Bloch波渐近法的严格应用产生了一个非对称声张量，用于描述有效材料的“增量”动态。因此，后者是具有不存在应变势的应力势的增量响应，因此不属于超弹性。通过外加的随从力（可以通过与流体或气体的相互作用产生，或通过库仑摩擦或非完整约束的施加） ，人造材料可以从环境中吸收/释放能量，从而在封闭应变循环中产生能量，而不违反热力学规律的任何规则。研究也表明，这种固体会表现出颤振，这是一种与Hopf分叉相对应的材料失稳性，这种失稳性在塑性固体中可能存在，但在弹性中迄今尚未被实验证明，通常被认为是不可能的。
作者：G. Bordiga, A. Piccolroaz, D. Bigoni
论文ID：2107.12951
分类：Classical Physics
分类简称：physics.class-ph
提交时间：2022-01-04