褶皱理论:我们可以学到很多东西从纸起皱18新利最新登入

这个想法形成的基础实验进行几年前的论文作者,前哈佛大学物理学家Shmuel m·鲁宾斯坦,他现在是在耶路撒冷希伯来大学的,和他的学生。莱克解释说,鲁宾斯坦和他的团队反复皱巴巴的一层很薄,并测量了总长度上的折痕,他们称之为“里程”。That research is described in this2018年的论文。

“他们发现里程的增长是惊人地重现,每次新里程的利息会少一点,因为单是逐渐变弱,“莱克说。

发现了物理学界,莱克和哈佛的博士候选人Jovana一Andrejevic想明白为什么扭曲的表现。

“我们发现,取得进展的方法并不是关注折痕本身,而是看的方面所提出的折痕,“莱克说。

“在实验中,薄片的聚酯薄膜,薄膜同样起绉纸,几次系统皱巴巴的,发展一些新的折痕与每个重复,“Andrejevic, 2021年的论文的第一作者,解释了通过电子邮件。”在起绉,床单被小心翼翼地夷为平地,他们高度剖面扫描使用乐器叫做轮廓曲线仪。高度图的轮廓曲线仪是测量在板的表面,使我们能够计算和可视化折痕的位置作为形象。”

因为压痕可以混乱和不规则,它生成“噪声”数据,可以很难理解的计算机自动化。为了解决这个问题,Andrejevic hand-traced折痕模式表,24日使用平板电脑,Adobe Illustrator和Photoshop。这意味着记录21110年总额方面,最近纽约时报有篇文章细节。

由于Andrejevic的劳作和图像分析,“我们再去看看大小分布方面随着压皱的进展,“莱克解释道。他们发现碎片的大小分布可以解释理论,它研究对象是如何从岩石,玻璃碎片和火山碎屑的分解成小块。18新利最新登入(这是最近的一次纸冰川学的杂志,它适用于冰山。)

“同样的理论可以准确的解释方面皱巴巴的纸随着时间的推移更折痕的形式分手,“莱克说。18新利最新登入“我们也可以用它来评估表变得弱压皱后,从而解释的积累里程减慢。18新利最新登入这允许我们解释里程——结果对数标度——那是在2018年的研究。我们认为,分裂理论提供了一个对这个问题的看法和特别有用的累积损伤模型随着时间的推移,”莱克说。

获得的见解关于起皱的可能是非常重要的在现代世界各种各样的东西。“如果您使用的是材料在任何结构能力,关键是要理解其故障特性,“莱克说。”在很多情况下重要的是要了解材料重复加载下会有何表现。18新利最新登入例如,飞机机翼上下振动几千遍了一生。我们的研究重复的崩溃可以被视为模型系统重复载荷下材料受损。18新利最新登入我们希望我们的理论的一些核心元素,材料是如何削弱了骨折/折痕随着时间的推移,可能其他材料类型有相似之处。”18新利最新登入

有时,起皱的也许是利用技术。莱克指出,皱巴巴的石墨烯薄片,例如,被认为是使锂离子电池高性能电极的可能性。此外,褶皱理论提供了洞察各种现象,从昆虫的翅膀展开以及DNA包成一个细胞核,18新利最新登入2018年纽约时报的文章笔记。

为什么有些对象一蹶不振,而不是简单地分裂成很多小块?

“纸和其他材料起皱是典型的灵活和易于弯曲,所以他们不可能打破,“Andrejevic解释道。“18新利最新登入然而,硬摇滚或玻璃等材料不容易弯曲,因此在响应压缩力。我会说崩溃和破坏是截然不同的过程,但也有一些相似之处我们可以认识。例如,压皱和破坏机制缓解压力的材料。折痕的想法保护其他地区的一张损伤指损伤被本地化非常狭窄的山脊的表。事实上,锋利的顶点和山脊时形成一片起皱是局部的区域拉伸板,大力不利。结果,表最小化这些昂贵的变形限制他们非常狭窄的区域,尽可能保护剩下的表。”

”薄片起泡倾向于弯曲而不是延伸,一个观察,我们可以用一张纸让容易通过弯曲或伸展我们的手。在能源方面,这意味着能量小于拉伸弯曲成本。表时限制,这样就可以不再保持平坦,它将开始弯曲,以符合不断变化的体积。但在某种程度上,就无法适应表通过单独弯曲成体积小。”

有很多,仍然需要了解了起皱的。例如,莱克指出,目前尚不清楚不同类型的崩溃——使用圆柱活塞,例如,而不是你的手——导致不同类型的折痕图。“我们希望了解一般我们的发现,”他说。18新利最新登入

此外,研究人员想了解更多关于如何折痕的实际力学形式,并且能够进行测量过程中,而不仅仅是检查结果。18新利最新登入

“为了解决这个问题,我们正在开发一个3 d机械模拟一张皱巴巴的,它可以让我们观察整个过程,“莱克说。“已经,我们的模拟可以创建折痕模式类似的实验中,它为我们提供了一个更详细的扭曲的过程。”