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断裂的科学:应力下多孔材料的运动和破裂
2015-08-21 11:25:01 作者:本网整理来源:

  来自悉尼大学和圣地亚哥州立大学的研究人员共同合作,一起研究使用爆米花来解释多孔材料的压缩破碎时的运动和破裂过程。

  该研究小组采用了一种创造性的方法,为了解释发生在易碎多孔材料的运动模式。从他们研究得到的结果,可能显著提高我们对种类繁多的运动模式的理解,从陨石雨碰撞产生的陨石坑模式,到雪崩产生的雪球崩塌模式。

  该研究论文的主要作者,来自悉尼大学颗粒与谷物实验室的ItaiEinav教授说:“在我们开始以前,我们就知道易碎的多孔材料,如石头,泡沫甚至雪展品,都有不可逆的压缩的模式。我们从在我们身边的悉尼砂岩中看到了这种模式,但是这个印记地质并没有告诉我们很多关于内部运动和孔隙岩体坍塌内的过程。我们知道岩石会移动,但需要数百万年。”

  ItaiEinav教授继续说:“我们不知道的是,它的移动和变形是何种方式,以及具体是什么样的内部发展模式。我们选择了爆米花,因为它们是高度多孔和柔顺的,可以典型化一般易碎的多孔材料被压缩时的过程。”

  我们想了解脆谷物粉碎时,是如何协调运动的。当我们很多人还是孩子的时候,都在家里尝试这个,即用勺子捣碎燕麦片。而对于我们这个简单的实验,却揭示了令人惊讶的丰富压实模式,其是由于内部瓦解和复原的竞争过程。悉尼大学颗粒与谷物实验室的ItaiEinav教授说道。

  来自悉尼大学的Fran?ois Guillard博士,同时也是本文的共同第一作者,他与来自圣地亚哥州立大学的Julio Valdes教授合作进行实验。Guillard指出,所开发的研究模型提供了对于金属合金干流的新认识。

  “我们采用了坚固的弹簧晶格模型,来捕捉内部瓦解和恢复的过程,我们现在能够解释以前和最新观察到的模式的。我们创造的这个模型,还可以处理其他易碎多孔介质,如天然石块,骨头和雪和人造陶瓷,泡沫和药粉,”Guillard博士说。



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