旋转褶皱中避免本地化不稳定性
摘要：旋转褶皱是将无纺织面料片制作为过滤器的常用工艺。这涉及通过连续注入材料进入一个手风琴形状的包裹中来间接弹塑性地弯曲预弱化的褶皱。这一步骤可能会通过在褶皱面而非期望的折痕位置创建一个褶皱面上的切口而失败。在本研究中，我们考虑了旋转褶皱工艺的几何和材料参数对其的影响。我们将这一过程建模为具有铰链连接的平面不可伸长杆的多点变弧长边值问题。褶皱面（杆）和折痕（铰链）都符合非线性力矩-曲率或力矩-角度本构定律。注意到了许多连续片材工艺中常见的材料注入点处的套管边界条件的一些意外方面。我们将这一准静态的工艺建模为多平衡点，并通过数值延续进行探索。在可能稳定的切口平衡点存在的情况下，假定存在可能的褶皱失效。由于在注入点处的局部化，也可能导致失效。因此，我们可以得到将参数空间分割为机械褶皱成功或失败区域的“褶皱度曲面”。成功褶皱主要取决于注入点与褶皱包裹的距离。其他因素，如折痕刚度和强度与褶皱面相对的影响也是有的。我们的方法可以用于研究其他褶皱和成型工艺、折叠结构的展开和坍塌，或者可变稳定性的顺应结构。
作者：Tian Yu, J. A. Hanna
论文ID：2206.02089
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-07-06