Buckling of spherical capsules

屈曲 超弹性材料 分叉 不稳定性 材料科学 机械 弯曲 弹性不稳定性 壳体(结构) 非线性系统 球壳 几何学 数学 物理 复合材料 量子力学
作者
Sebastian Knoche,Jan Kierfeld
出处
期刊:Physical Review E [American Physical Society]
卷期号:84 (4) 被引量:104
标识
DOI:10.1103/physreve.84.046608
摘要

We investigate buckling of soft elastic capsules under negative pressure or for reduced capsule volume. Based on nonlinear shell theory and the assumption of a hyperelastic capsule membrane, shape equations for axisymmetric and initially spherical capsules are derived and solved numerically. A rich bifurcation behavior is found, which is presented in terms of bifurcation diagrams. The energetically preferred stable configuration is deduced from a least-energy principle both for prescribed volume and prescribed pressure. We find that buckled shapes are energetically favorable already at smaller negative pressures and larger critical volumes than predicted by the classical buckling instability. By preventing self-intersection for strongly reduced volume, we obtain a complete picture of the buckling process and can follow the shape from the initial undeformed state through the buckling instability into the fully collapsed state. Interestingly, the sequences of bifurcations and stable capsule shapes differ for prescribed volume and prescribed pressure. In the buckled state, we find a relation between curvatures at the indentation rim and the bending modulus, which can be used to determine elastic moduli from experimental shape analysis.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
2秒前
文静元霜发布了新的文献求助10
2秒前
yy发布了新的文献求助10
2秒前
香蕉觅云应助沉默以南采纳,获得10
3秒前
H_Zn完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
在水一方应助风中孤萍采纳,获得10
4秒前
4秒前
Aiopr完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
ding应助巧克力手印采纳,获得10
5秒前
yy发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
研友_惊鸿发布了新的文献求助10
6秒前
molihuakai应助芒果杀手采纳,获得10
6秒前
7秒前
冰墨完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
ymlyang发布了新的文献求助10
8秒前
不留关注了科研通微信公众号
9秒前
yy发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
cui发布了新的文献求助10
9秒前
22336应助xh采纳,获得20
9秒前
10秒前
于平川春野完成签到,获得积分10
11秒前
现代秋白完成签到,获得积分10
11秒前
戊烷完成签到,获得积分10
11秒前
kylorey完成签到,获得积分10
12秒前
飞天的木木完成签到,获得积分10
12秒前
yy发布了新的文献求助10
12秒前
科研小白发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
冷艳铁身发布了新的文献求助10
14秒前
无聊的汲完成签到 ,获得积分10
14秒前
QU发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
Variations: A More Diverse Picture of Contemporary Art 400
Induction Heating and Heat Treatment (ASM Handbook, Volume 4C) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7587977
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9166290
关于积分的说明 19618157
捐赠科研通 7168123
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3266940
关于科研通互助平台的介绍 2431853
邀请新用户注册赠送积分活动 2258901