Группа исследователей с Математического факультета Миланского политехнического университета по главе с доктором Паскуале Сиарлетта, совместно с коллегами из других стран впервые подробно описала физические механизмы разрушения мягких материалов путем растрескивания. Работа опубликована в научном журнале Physical Review Letters, однако бесплатно скачать ее можно только с сайта сервиса препринтов arxiv.Org.
Ученые обнаружили, что разрушение распространяется от свободной поверхности материала и начинается с нелинейной упругой неустойчивости, которая нарушает симметрию объекта. Затем микроразрыв резко расширяется, образуя сложную сеть трещин, которые распространяются подобно явлению турбулентности, аналогичному тому, которое наблюдается в жидкостях, например, при образовании вихрей.
При этом, нелинейную упругую неустойчивость можно зафиксировать с помощью теории упругости сплошных сред только в том случае, если последняя должным образом учитывает как геометрическую, так и физическую нелинейности.
Глубокое понимание процесса образования трещин в мягких материалах закладывает теоретические основы для создания новых более прочных и долговечных материалов. Например, более устойчивых к ударам и падению экранов для смартфонов, кардиостимуляторов и протезов с лучшими характеристиками, а также более устойчивых к воздействию внеземной среды конструкций в аэрокосмичекой отрасли.
Обложка — downloaded from Freepik.