| 充液弹性毛细管低温相变的力学分析 |
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| 引用本文： | 陶泽, 李墨筱, 提飞, 刘勇岗, 刘少宝, 卢天健. 充液弹性毛细管低温相变的力学分析[J]. 应用数学和力学, 2021, 42(10): 1045-1061. doi: 10.21656/1000-0887.420301 |
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| 作者姓名： | 陶泽 李墨筱 提飞 刘勇岗 刘少宝 卢天健 |
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| 作者单位： | 1.南京航空航天大学 机械结构力学及控制国家重点实验室, 南京 210016;;;2.南京航空航天大学 多功能轻量化材料与结构工信部重点实验室, 南京 210016 |
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| 基金项目： | 江苏省自然科学基金（BK20190382）11902155）江苏高校优势学科建设工程项目基金国家自然科学基金（12032010江苏省仿生功能材料重点实验基金 |
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| 摘 要： | 充液弹性毛细管广泛存在于生物体（如毛细血管、植物导管等）和工程领域（如微流控冰阀门、制冷系统热管、MEMS微通道谐振器等）.低温工作环境中,充液弹性毛细管内部的液柱会发生相变并引发冻胀效应,从而导致管壁的变形、损伤乃至断裂.该文建立并求解了考虑温度梯度、界面张力及液体冻胀作用的弹性毛细管平衡方程,分析了液柱低温相变过程中毛细管壁的径向和环向应力,发现管壁应力分布受热毛细弹性数和冻毛细弹性数的影响,且影响大小跟壁厚相关.该研究不仅有助于理解生物体内充液弹性毛细管冻胀失效机制,还可为MEMS微流控芯片的抗冻胀失效设计提供理论指导.
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| 关 键 词： | 相变 界面张力 冻胀 热毛细弹性数 冻毛细弹性数 |
| 收稿时间： | 2021-09-30 |
| 修稿时间： | 2021-10-14 |
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