颗粒固体作为两相复合材料传递应力
摘要：颗粒材料科学中的一个基本问题是在没有一种第一原理理论的情况下存在大量经验模型的应力场。本文基于静态颗粒堆结构可以被视为两相复合材料的想法，提出了一种理论。描述了一个思维实验，证明了这种材料的状态可以连续地从边缘稳定性，经过两相颗粒堆结构，然后是多孔结构，最后变成完全弹性。这个过程伴随着响应长度的缩短，在边缘稳定状态时会发散。为了完整起见，对无穷大颗粒堆结构中的边缘稳定性条件进行了简要回顾，并指出了在文献中通常被忽略的均配位数值的重要修正。详细回顾了二维应力方程的一般解，并显示与两相理论一致。构建了一种识别更大系统中有限区域相位的方法，提供了一个量化“接近”边缘稳定状态的稳定性参数。在导出这种复合材料中的应力场方程时所涉及的困难是相位之间边界的一个独特约束，并为了突出这一约束，明确解决了一个简单情况：交替相位的板块堆叠。然后发展和详细分析了满足这一约束的有效介质近似。这篇论文为扩展应力理论到一般不处于边缘稳定状态或屈服阈值的颗粒固体奠定了基础。
作者：Raphael Blumenfeld
论文ID：2306.10581
分类：Soft Condensed Matter
分类简称：cond-mat.soft
提交时间：2023-08-08