Secondary polygonal instability of buckled spherical shells
当一个球形的弹性胶囊被放气时，它首先是轴对称的，随后在二次失稳中失去轴对称性，在二次失稳中，凹坑获得多边形形状。我们解释了这种二次多边形屈曲的皱纹发展在内侧的凹坑边缘，在压缩环向应力。通过对轴对称屈曲形状的分析，发现在凹坑边缘处存在一个具有抛物线应力分布的压环向应力。我们进一步表明，存在一个临界值，这个环向应力，它变得有利于膜屈曲出其轴对称形状，从而释放压缩。失稳机制类似于在压缩应力下褶皱的形成。一个简化的稳定性分析使我们能够量化的临界应力的二次屈曲。将此二次屈曲准则应用于轴对称形状，我们可以确定二次屈曲的临界体积。我们的分析结果与现有的数值数据是非常一致的。
2014-06-17 cond-mat.soft
Buckling of thermally fluctuating spherical shells: Parameter renormalization and thermally activated barrier crossing
研究了热涨落对球形静止弹性薄胶囊屈曲行为的影响。热涨落通过两种机制影响屈曲不稳定性。一方面，由于不同波长的法向位移模式之间的非谐耦合，热波动可以使胶囊的弹性性质和压力重新归一化。这有效地降低了其临界屈曲压力[Kosmrlj and Nelson，Phys. Rev. X 7，011002（2017）]。另一方面，屈曲形状在低于经典屈曲压力的压力下已经是能量有利的。然而，在这些压力下，屈曲需要克服一个能量势垒，它只在临界屈曲压力下消失。在存在热波动的情况下，胶囊可以通过已经在低于临界屈曲压力的压力下的热激活自发地克服热能量级的能量势垒。我们重温参数重整化的热涨落和制定的屈曲准则的基础上尺度相关的重整化参数，以获得温度依赖的临界屈曲压力。然后，我们量化的压力依赖的能量障碍屈曲临界屈曲压力以下，使用数值能量最小化和分析参数。这使我们能够获得依赖于温度的临界压力屈曲的热激活超过这个能量障碍。最后，我们研究了参数重整化和热激活的组合效应，通过使用重整化参数的能量势垒的热激活，得到了我们的最终结果的温度依赖的临界压力，这是显着低于结果，如果只考虑参数重整化或只考虑热激活。
2018-05-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Buckling patterns of complete spherical shells filled with an elastic medium under external pressure
研究了充液充压球壳的临界屈曲特性。本文提出了一个基于小挠度薄壳理论的模型，并结合变分原理求解了该模型的方程。在精确公式中，最初不使用轴对称和非延伸假设，弹性介质被建模为Winkler地基，即，使用具有恒定基础模量的非耦合径向弹簧，该弹性模量与壳体屈曲模式的波数无关。基于瑞利-里兹方法的简化近似也被引入临界屈曲压力和模态数，具有相当程度的准确性。特性模态形状证明了广泛的材料和几何参数。建立相图，以获得所需的厚度半径，刚度比为所需的模式配置文件。本精确公式可以很容易地扩展到适用于更一般的情况下，非轴对称屈曲问题。
2011-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Post-buckling Dynamics of Spherical Shells
我们探索的内在动力学的球壳浸没在流体中的屈曲状态附近，通过实验和三维轴对称模拟。该结果得到了理论模型的支持，该模型准确地将屈曲壳描述为仅两个变量的振荡器。我们量化的有效“软化”的壳以上的屈曲阈值，在最近的实验中观察到封装的微泡和声波之间的相互作用。在邻近流体中的主要耗散机制也得到了证实。
2021-08-04 cond-mat.soft physics.class-ph physics.flu-dyn
Buckling of Spherical Capsules
我们研究屈曲软弹性胶囊在负压下或胶囊体积减少。基于非线性壳理论和超弹性膜壳假设，推导了轴对称和初始球形膜壳的形状方程，并进行了数值求解。发现了丰富的分叉行为，这是在分叉图。能量优选的稳定配置推导出从最小能量的原则都规定的体积和规定的压力。我们发现，屈曲形状是积极有利的已经在较小的负压和较大的临界体积比经典屈曲不稳定性预测。通过防止自相交强烈减少体积，我们得到了一个完整的图片的屈曲过程，并可以遵循的形状从初始未变形状态通过屈曲不稳定到完全崩溃的状态。有趣的是，分叉和稳定胶囊形状的顺序不同，规定的体积和规定的压力。在屈曲状态下，我们发现压痕边缘的曲率和弯曲模量之间的关系，它可以用来确定弹性模量从实验形状分析。
2011-09-12 cond-mat.soft physics.chem-ph
Shock-Sensitivity in Shell-Like Structures: with Simulations of Spherical Shell Buckling
在增加的压力下，未屈曲的壳体处于亚稳态，当接近屈曲载荷时，该亚稳定状态变得越来越不稳定。因此，为了引起过早屈曲，侧向扰动必须克服在屈曲时达到零的减小的能量势垒。两个典型的问题，表现出严重的形式，这种行为是轴向压缩圆柱壳和外部加压球壳。针对圆柱体，最近提出了一种非破坏性的技术来估计“冲击敏感性”的实验室试样使用横向探头来测量非线性载荷-挠度特性。如果在路径上遇到了一个破环分叉，计算机模拟显示了如何通过受控的次级探针来抑制这种情况。在这里，我们扩展我们的理解，一般而言，如何一个单一的控制可以捕获远程鞍解：特别是如何一个对称的探针可以找到一个不对称的解决方案。然后，更具体地说，我们分析了球壳与点和环探头，在具有挑战性的条件下测试程序，以评估其适用范围。而不是一个分叉，球壳提供了一个不稳定的折叠（极限点）的探针的刚性控制下的挑战。
2015-10-06 cond-mat.soft nlin.PS
Active buckling of pressurized spherical shells : Monte Carlo Simulation
通过打破细致平衡的Monte Carlo模拟，发现主动或静息状态可分别诱发或解除加压球壳的屈曲，据此提出可光学控制屈曲的微观弹性球壳的实验设计思路。
2023-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Virus shapes and buckling transitions in spherical shells
我们表明，二十面体包装的蛋白质壳粒提出的卡斯帕和Klug球形病毒变得不稳定，以小面足够大的病毒大小，在类似的屈曲不稳定性的向错在二维晶体。我们的模型，薄弹性壳的非线性物理的基础上，产生良好的一个参数适合在真实空间中的大型球形病毒的全三维形状。小平面的形状仅取决于无量纲的Foppl-von Karman数γ=YR^2/κ，其中Y是蛋白质外壳的二维杨氏模量，κ是其弯曲刚度，R是平均病毒半径。该形状可以根据球谐展开更定量地参数化。我们还研究了极大γ（10^3 < γ< 10^8）的弹性壳理论，发现结果适用于冷冻断裂和电子显微镜研究的大囊泡的二十面体形状。
2003-11-27 cond-mat.soft q-bio.BM
Anisotropic colloids through non-trivial buckling
本文介绍了胶体颗粒屈曲的实验、理论和数值研究进展。通过乳液模板法制备的充油薄壳在水和乙醇的混合物中表现出屈曲，这是由于核在外部介质中溶解。这导致构象与一个单一的凹陷，无论是轴对称或多边形取决于壳的几何特征。这些构象可以在理论上和/或数值上再现的均匀的球形薄壳的弯曲和拉伸弹性的模型，提交各向同性的外部压力。
2008-02-27 cond-mat.soft
Buckling of stiff polymer rings in weak spherical confinement
限制是一种通用的和完善的工具，研究聚合物的性质，无论是了解生物过程或开发新的纳米生物材料。研究了半柔性聚合物环在不可穿透壳层的弱球形约束下的构象。我们开发了一个分析参数的主导聚合物的轨迹取决于聚合物的弹性和熵的贡献。进行蒙特卡罗模拟以评估概率密度中的聚合物环构象，并通过形状测量非球面性和非球面性的性质。的平均非球面性和平均性质的非球面性的分析参数的比较证实了我们的推理，以解释聚合物环的构象在刚性政权，弹性响应占上风。
2010-06-24 cond-mat.soft q-bio.BM
The shallow shell approach to Pogorelov's problem and the breakdown of `mirror buckling'
我们提出了一个详细的渐近分析的点压痕的无压，球弹性壳。以前的分析这个经典的问题已经假设，足够大的压痕深度，这样的壳变形的“镜面屈曲”-一部分的壳反转成为一个球冠与相等，但相反的曲率未变形的壳。然后，变形能量被定位在壳的变形部分和未变形部分连接在一起的脊中，通常被称为波戈列洛夫脊。而不是使用的能量制剂，我们重新审视这个问题的观点的浅壳方程，并进行渐近分析，利用压痕深度的大。这首先揭示了当压头靠近时，与镜面屈曲有关的应力分布是奇异的。点压痕的这一后果意味着，镜面屈曲必须修改，以纳入外壳的弯曲刚度接近压头，并产生一个复杂的渐近结构与七个不同的空间区域。这与通常假设的三个区域（镜面屈曲、脊部和未变形）形成对比，并对最终导致壳体方位屈曲的大压缩环向应力产生了新的认识。
2017-12-20 cond-mat.soft
Buckling instability causes inertial thrust for spherical swimmers at all scales
微型游泳者，其中有抱负的微型机器人，通常必须应付流动的粘性力占主导地位，其特征是低雷诺数（$Re$）。这意味着对身体运动的可能序列的约束，这些序列必须是非互易的。此外，强阻力的存在限制了所得速度的范围。在这里，我们提出了一个游泳机制，它使用的屈曲不稳定性引发的压力波，以推动一个球形，空心壳。与宏观实验模型，我们表明，净位移产生在所有$Re$制度。在中间$Re$处达到由非平凡历史效应引起的最佳位移。我们表明，由于快速激活引起的不稳定性，这一制度是可达到的微观壳。快速动力学还允许用标准行进超声波进行高频激励。规模的考虑预测的游泳速度为1厘米/秒的远程控制microrobot，一个合适的值，如药物输送的生物应用。
2017-10-19 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Magneto-active elastic shells with tunable buckling strength
壳体屈曲是许多生物结构和先进功能材料的核心，即使传统上，这种弹性不稳定性被认为是工程结构要避免的灾难性现象。无论哪种方式，预测临界屈曲条件仍然是一个长期的挑战。壳体屈曲的亚临界性质赋予了对材料和几何缺陷的极端敏感性。因此，测得的临界载荷不可避免地低于经典的理论预测。在这里，我们提出了一个强大的机制来动态调整壳的屈曲强度，利用力学和磁性之间的耦合。我们对磁流变弹性体制成的受压球壳进行的实验表明，通过磁致动，其屈曲压力是可调的。我们开发了一个理论模型薄磁弹性壳，合理化的基本机制，在良好的协议与实验。一个无量纲的磁弹性屈曲数被认为是关键的控制参数，结合系统的几何，机械和磁性。
2021-05-14 cond-mat.soft
Probabilistic buckling of imperfect hemispherical shells containing a distribution of defects
球壳的屈曲对缺陷有很强的敏感性。传统上，不完美的壳往往是由经验的击倒因子，测量的屈曲强度和相应的经典预测的完美壳之间的比率。最近，它已被证明，击倒因子的外壳包含一个单一的缺陷时，可以预测有详细的先验知识的缺陷的几何形状。然而，解决包含许多缺陷的外壳的类似问题仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们使用有限元模拟，我们验证精度实验，调查半球壳包含一个明确的缺陷分布。我们的目标是描述由此产生的击倒因子统计数据的特征。首先，我们研究的屈曲壳只包含两个缺陷，揭示非平凡的相互作用机制，呼应现有的研究结果为圆柱壳。然后，我们构建统计合奏的不完美的壳，其缺陷振幅从对数正态分布采样。我们发现，一个3参数威布尔分布是一个很好的描述击倒因素的测量统计，这表明壳屈曲可以被视为一个极值统计现象。
2022-08-31 cond-mat.soft
Numerical deflation of beach balls with various Poisson's ratios: from sphere to bowl's shape
我们提出了一个数值研究的形状由一个球形弹性表面时，它包围的体积减少。对于2D参数的范围内，这样的表面可以模拟一个薄壳的各向同性弹性材料，变形模式，开发一个单一的凹陷进行了详细研究。它首先通过从球体向轴对称凹坑的屈曲发生，然后通过沿子午线部分折叠而在凹陷失去其轴对称性的地方发生第二次屈曲。我们可以展示出第一次和第二次屈曲发生时相对体积变化的统一主曲线，并阐明泊松比的作用。在第二次屈曲后，研究了折叠次数和内部压力，从而可以仅从观察和/或外部约束的知识来推断壳体特征。
2012-05-30 cond-mat.soft
Probing shells against buckling: a non-destructive technique for laboratory testing
本文讨论了压缩结构，如壳体，表现出灾难性的屈曲和臭名昭著的缺陷敏感性的测试。其中心概念是通过控制横向位移来探测加载的结构试件，以获得对其屈曲行为的定量了解，并测量屈曲的能垒。这可以提供关于结构的刚度和鲁棒性的设计信息，以防止在能量和力的景观方面的屈曲。这一领域的发展相对较新，但进展迅速，令人鼓舞。最近对均匀压缩球壳和轴向加载圆柱体的实验测试表明，与理论解非常吻合。探测技术可能是测试原型结构的一个有价值的实验程序，但在使用它之前，必须检查和解决一系列潜在的问题。探测响应是高度非线性的，并且可能发生各种并发症。在这里，我们对意外的极限点和分叉进行了仔细评估，这些极限点和分叉可能伴随着探测，导致并发症，甚至可能导致测试样本的崩溃。首先，在探头位移的极限点（与尖点不稳定性和折叠），可以导致动态屈曲作为探测的进展，在体积控制下的球壳的屈曲所示。其次，还讨论了探测路径上可能发生的导致探测响应变得不稳定的各种类型的分叉。为了克服这些问题，我们概述了可能需要稳定响应的整个结构的额外控制。
2017-12-13 cond-mat.soft math.DS
Shallow shell theory of the buckling energy barrier: from the Pogorelov state to softening and imperfection sensitivity close to the buckling pressure
本文研究了在均布压力$p$作用下完整球壳对附加点力的轴对称响应。对于低于经典临界屈曲压力$p_c$的压力$p$，点力压入不会导致自发屈曲，但必须克服能量障碍。在能量势垒的最大值处的状态代表不稳定的稳定点的亚临界分支，其是到突跳屈曲状态的过渡态。从非线性扁壳理论出发，我们得到了一个封闭的解析表达式的能量势垒高度，这有利于其有效的数值计算作为压力的函数的延拓技术。我们发现一个明显的交叉两个制度之间：$p/p_c\ll 1$的后屈曲障碍状态是一个镜像倒置的Pogorelov酒窝，和$(1-p/p_c)\ll 1$的障碍状态是一个浅的凹痕小于壳的厚度，并表现出扩展的振荡，这是很好地描述了线性响应。我们发现系统的扩展的非线性浅壳方程的Pogorelov镜像倒置的酒窝$p/p_c\ll 1$和$(1-p/p_c)\ll 1$的线性响应状态，这使我们能够得到渐近分析结果的能量势垒景观在这两个制度。在从下面接近$p_c$处的屈曲分叉时，我们发现理想球壳的软化。点力线性响应的刚度为零$\propto (1-p/p_c)^{1/2}$ ;屈曲能垒为零$\propto (1-p/p_c)^{3/2}$。在Pogorelov极限下，能垒最大值发散$\propto (p/p_c)^{-3}$，相应的压痕发散$\propto (p/p_c)^{-2}$。在软化和Pogorelov制度的比例数值前置因子进行了计…
2019-02-25 cond-mat.soft physics.class-ph
Static bistability of spherical caps
视其几何形状而定，一个球壳在不施加任何外力的情况下，可能存在两种稳定状态之一：有两种“自平衡”状态，一种是自然状态，另一种是内翻（或“外翻”）状态。虽然这在日常生活中很常见-伞非常稳定，但隐形眼镜可以很容易地从里面翻出来-但双稳态可能的精确外壳几何形状尚不清楚。在这里，我们使用实验和有限元模拟来确定不同立体角的壳体的双稳性和单稳性之间的阈值。我们比较这些结果与预测从浅壳理论，表明，当适当修改，这提供了一个很好的帐户，即使是相对较深的壳的双稳态。然后，我们调查的鲁棒性对逐点压痕的双稳态。我们发现，压痕提供了一个连续的路线之间的过渡两个状态的壳的几何形状，使他们接近阈值。然而，对于较薄的壳体，压痕导致在卡扣之前的不对称屈曲，同时也使这些壳体对于卡扣更“坚固”。我们的工作揭示了新的光的鲁棒性的“镜像屈曲”对称的球壳帽。
2018-05-18 cond-mat.soft
Axisymmetric Ridges and Circumferential Buckling of Indented Shells of Revolution
当戳一个薄壳状结构，如塑料水瓶，经验表明，一个初始的轴对称凹坑周围的压痕点形成。这个凹陷的脊部随着凹陷的增加，最终形成多边形。多边形阶数通常随着进一步缩进而继续增加。在球壳的情况下，无论是潜在的轴对称变形和屈曲的演变进行了详细的研究。然而，对一般几何的行为知之甚少。在这项工作中，我们描述的几何和力学特征的轴对称脊，形成在缩进一般的旋转壳与非负高斯曲率和条件，周向屈曲的脊。我们表明，根据“镜像屈曲”的假设，如果问题是无量纲的，使用未变形的壳中剖面在脊径向位置的局部斜率，可以写一个统一的描述这个脊。在尺度形式上，对于不同的中剖面，脊的性质以完全不同的方式演化。聚焦于具有恒定高斯曲率的旋转浅壳的压痕，我们使用我们的理论框架来研究脊在周向屈曲阈值处的特性，并评估镜像屈曲假设对浅壳方程的线性稳定性分析的有效性，显示出非常好的一致性。我们的研究结果强调，在锯齿薄壳的周向屈曲是由一个复杂的相互作用的几何形状和应力状态的脊。我们的研究结果将提供更深入的了解薄壳的力学。这可以使压痕用于测量各种壳体几何形状的机械性能或用于设计具有特定机械行为的壳体。
2022-05-30 cond-mat.soft
Buckling of geometrically confined shells
我们研究的周期性屈曲模式时出现的弹性壳受到几何约束。残余膨胀提供了一系列形状（鞍形，轧制板，圆柱体和球形截面），这些形状的外在和内在曲率各不相同。我们的实验和数值数据表明，当这些结构被径向限制时，一个单一的几何参数-总壳半径与不受约束的材料量的比率-预测形成的瓣的数量。然后，我们推广我们的模型来解释这个参数作为一个有效的基础刚度松弛的面内约束。在实验上，我们表明，减少横向限制的鞍瓣数减少根据我们的有效刚度模型。因此，一个几何参数捕获波数通过广泛的径向和横向的限制，连接壳的形状的边界的形状，限制it. We预计这些结果是相关的壳形状的扩展，从而适用于设计的形状-移动材料和软结构的膨胀和增长。
2018-10-10 cond-mat.soft
Collapse of orthotropic spherical shells
本文研究了在体积和压力控制下正交各向异性弹性球壳的屈曲和随后的失稳。远远超出了什么是已知的各向同性壳，一个丰富的形态相空间与三个不同的制度出现后，壳的细长度和正交各向异性程度的变化。我们广泛的数值模拟与使用制造的聚合物壳的实验一致。壳屈曲路径和相应的应变能演化强烈依赖于材料的正交各向异性。我们发现令人惊讶的强大的正交各向异性结构与气孔细胞和tricolate花粉粒的强烈相似性，这表明自然界的几个崩溃的外壳的形状可以理解的观点，材料正交各向异性。
2019-07-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
Non-spherical shapes of capsules within a fourth-order curvature model
我们最小化的离散版本的四阶曲率的朗道自由能通过扩展Brakke的表面进化。该模型预测球形以及非球形形状的酒窝，凸块和脊的能量最小化。我们的研究结果表明，通常与结晶物质相关的屈曲和刻面转变也可以是非结晶膜的固有特性。
2010-06-07 cond-mat.soft
Buckling in Armored Droplets
利用耗散粒子动力学模拟，在介观水平上解决了由固体颗粒（装甲液滴）稳定的液滴中的屈曲机制问题。我们考虑在癸烷溶剂中的球形水滴涂覆有两种不同类型的纳米颗粒单层：Janus和均匀。所选择的颗粒产生可比较的初始三相接触角，选择该接触角以使界面处的吸附能最大化。我们研究了液滴形状的演变，分层的颗粒，它们的分布在界面上的液滴的体积减少时，之间的相互作用。我们发现，Janus粒子强烈影响的形状的液滴形成一个火山口般的抑郁症。这种演变是积极控制的紧密堆积的颗粒单层在弯曲的界面。相反，均匀的颗粒被动地跟随液滴的体积减小，其形状不会偏离球形太多，即使当在界面处检测到纳米颗粒单层/双层过渡时。我们讨论了这些屈曲装甲液滴可能是相关的各种应用，包括潜在的药物输送系统和功能表面的仿生设计。
2017-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Magnetic chains: From self-buckling to self-assembly
球形钕铁硼磁体是一种永磁体，由于其高的磁强度，可以组装成各种结构。这些磁体的一维链以使人想起弹性杆的方式响应机械负载。我们研究了铁磁球组装的宏观力学性质，考虑链，环，和手征圆柱体的磁铁。能量估计和简单的实验的基础上，我们引入了一个有效的磁弯曲刚度的磁铁链，并表明，与经典的弹性杆的结果，它提供了很好的估计磁链的屈曲和振动动力学。然后，我们用这个估计来了解动态自组装的圆柱体从一个最初的直链的磁铁。
2013-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Elasticity of spheres with buckled surfaces
本文利用固体调和函数提出求解球体与球形空腔表面变形线弹性问题的直接方法，给出任意球谐阶数下的弹性能闭式解，并据此重新分析核壳屈曲不稳定性，确定了核壳球体及球形空腔的形状相图。
2023-03-02 cond-mat.soft
Combining mechanical and chemical effects in the deformation and failure of a cylindrical electrode particle in a Li-ion battery
提出了一个研究锂离子电池中圆柱形硅阳极颗粒在锂化过程中的力学行为的一般框架。考虑了应力和锂在硅中浓度之间的双向耦合，包括塑性形变的可能性，并考虑了两种特殊情况。首先，假设圆柱形颗粒没有表面牵引力，其次，防止圆柱体的轴向变形。在这两种情况下，塑性拉伸贯穿整个圆柱体，而不是像球形阳极颗粒中常见的那样仅在表面附近发展。结果表明，应力的演变既取决于锂化速率和外部约束。此外，当圆柱体在锂化期间膨胀时，其可以产生足够大的压缩轴向应力以引起屈曲，这进而可能导致机械故障。作为经典欧拉屈曲准则的修正，得到的膨胀诱导屈曲的显式准则显示了半径增加的稳定效果和轴向应力的失稳效果之间的竞争。
2014-07-31 cond-mat.soft
Wrinkling of a bilayer membrane
弹性体的屈曲是固体力学中的一种常见现象。膜的起皱通常可以解释为在禁止大幅度变形的约束下的屈曲。我们提出了一个分析计算，实验和模拟相结合，以了解双层膜中产生的条纹图案。模型膜由一个柔性球壳组成，该球壳处于张力下，并被一个刚性的、基本上不可压缩的、弯曲模量为B的条带所包围。当张力充分减小到σ值时，带材形成具有均匀波长的褶皱，理论上和实验上发现波长为λ= 2π（B/σ）^{1/3}。这种模式的缺陷出现在张力的快速变化中。实验与模拟结果的比较进一步表明，随着张力的减小，只有当B足够小时，才出现具有更长波长的第二代褶皱。
2006-11-20 cond-mat.soft
Tunable morphing of electroactive dielectric-elastomer balloons
本文研究层状介电弹性体气球在电压与内压下的非线性变形与形态转变，提出非线性电弹性理论并结合表面阻抗矩阵法与有限元模拟，证明可通过被动弹性层参数控制屈曲与颈缩起始，为软体机器人等应用提供设计依据。
2023-07-18 cond-mat.soft
Elastic Platonic Shells
在微观尺度上，柔性栓系或交联膜的结晶度决定了它们的机械响应。我们表明，通过控制球弹性壳上缺陷的类型、数量和分布，可以直接控制这些结构的形态。我们的数值模拟表明，通过收缩一个晶体壳缺陷，我们可以创建弹性壳类似物的经典柏拉图固体。这些形态出现通过一个尖锐的屈曲过渡从球，这是强烈的滞后在加载-卸载。我们构造了一个最小的朗道理论的过渡使用二次和三次不变量的球谐模。我们的方法建议工程师的软球壳形状使用冻结缺陷拓扑结构。
2013-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Curvature-Induced Instabilities of Shells
由细胞膜内的蛋白质或由差异生长、加热或溶胀引起的自发弯曲可以显著影响薄体的形态并引起机械不稳定性。然而，在弯曲壳的自发曲率和几何挫折的相互作用仍然知之甚少。通过对弹性球双层壳，模拟和理论的精密实验相结合，我们显示了一个自发的曲率引起的旋转的dopry-breaking以及抢购不稳定让人想起金星飞陷阱关闭机制。的不稳定性和它们对几何形状的依赖是合理的，通过减少自发曲率的有效机械负荷。该配方揭示了一个组合的压力状的整体项和一个torquelike边界项，允许缩放预测的不稳定性与实验和模拟非常一致。此外，有效压力的类比表明，曲率诱导屈曲封闭壳。我们确定的临界屈曲曲率通过线性稳定性分析，占残余膜和弯曲应力的组合。几何在我们的研究结果中的突出作用表明了结果在广泛尺度上的适用性。
2018-01-26 cond-mat.soft
Lagrangian Crumpling Equations
本文介绍了一种用拉格朗日坐标跟踪运动曲面几何演化的简明方法。所有的计算都可以在初始表面的固定几何形状中完成，尽管移动表面的复杂性不断变化。该方法被应用到三个问题的非线性弹性：在压力下的薄板（Foeppl-von Karman理论的原始动机），在压力下的球壳的屈曲，和毛细皱纹的现象引起的表面张力在薄膜。在这最后一个问题中，总能量中包含了引力势能项，从而改进了与实验的一致性。
2009-01-27 cond-mat.soft
Morphodynamics of lipid vesicles under osmotic forcing
University of California San Diego（加州大学圣迭戈分校）
该研究通过连续介质模拟揭示渗透压驱动脂质囊泡经历屈曲、平滑和折叠三阶段演化，并预测了屈曲与折叠时间标度，阐明了膜塌缩与内陷的物理机制。
2026-10-01 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Shape transitions in soft spheres regulated by elasticity
我们研究弹性驱动的软球核壳结构的形态转变，其中的核心可以被视为一个各向同性的弹性连续体和表面或壳作为一个无张力的液体层，其弹性响应是由弯曲为主。为了产生过渡，我们考虑的情况下，液体层的表面积增加了固定量的内部弹性材料。我们发现，一般有一个临界的过剩表面积，各向同性球变得不稳定的屈曲。此时它采用了较低对称性的褶皱结构，可以用球谐变形来描述。我们研究了屈曲球和临界过渡区的弹性参数和系统的大小的依赖性。我们还将我们的研究结果与最近的实验上的凝胶填充囊泡，因为它们的内部体积减少。该理论可能有更广泛的应用，从宏观到微观的各种相关结构，包括干豌豆，葡萄干，以及细胞核的螺旋。
2013-10-16 cond-mat.soft
Morphogenesis and self-organization of persistent filaments confined within flexible biopolymeric shells
我们系统地探讨了自组装的半柔性聚合物在可变形的球形限制在一个广泛的政权的链刚度，轮廓长度和包装分数通过粗粒度的分子动力学模拟。顺应性，DNA样丝被发现经历了连续的交叉从两个不同的表面有序的四极状态，其特征在于由四面体图案的拓扑缺陷，无论是纵向或横向双极结构，随着聚合物浓度的增加。这些过渡，以及它们涉及的中间安排，可以归因于一个取向润湿现象与微妙的密度和轮廓长度相关的变化，在相应的液晶相的弹性各向异性的组合。相反，刚性的，微管状聚合物的组织证据连续弹性理论的逐步崩溃的链尺寸变得可比的平衡半径的封装膜。在这种情况下，我们观察到一个逐渐的转变，从扁长形，类触体的形态，扁，红细胞样的结构，增加轮廓长度，这是所产生的有序，聚合物和膜屈曲之间的相互作用。我们进一步提供了一些尚未确定的，自组织的国家在这样的封闭系统的刚性非手性细丝，包括自发螺旋近晶组装，多面体和扭曲的斜纹状安排的数字证据。我们的研究结果是量化的，通过引入几个序参量和无监督的学习计划的表面拓扑缺陷的本地化，并与场论的预测，以及经典的弹性理论的薄杆和球壳。
2021-07-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Fluctuating shells under pressure
热波动强烈地改变交联膜的大长度尺度弹性行为，引起尺度依赖的弹性模量。虽然热效应在平膜是很好的理解，许多天然和人工的微结构建模为薄弹性{ \it壳}。壳的非零曲率，这提供了一个尺寸依赖的耦合面内拉伸模式和平面外的起伏之间的平面膜的区别。此外，壳体可以支持其内部和外部之间的压力差。关于热涨落对壳体弹性性质的影响，人们知之甚少。在这里，我们研究的统计力学的形状波动在加压球壳微扰理论和Monte Carlo计算机模拟，明确包括曲率和向内的压力的影响。我们预测波动薄壳下的点压痕和压力引起的变形的新特性。由于热波动的贡献随着壳体半径与厚度的比率的增加而增加，并且当该比率和热能的乘积与壳体的弯曲刚度相比变大时，热波动的贡献占主导地位。当壳体受到较大的均匀向内压力时，热效应增强，当该压力接近壳体的经典屈曲转变时，热效应发散。我们的研究结果是相关的弹性和渗透塌陷的微胶囊。
2012-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
