受拉约束弹性层的不稳定性:条纹、指形和空化

在张力作用下，受限弹性层会表现出各种形式的力学失稳，包括空化、指状失稳和边缘失稳。虽然对空化现象进行了广泛的研究，但对指向性不稳定和边缘不稳定的认识还不够深入，这些不稳定之间的关系和相互作用还没有深入探讨。本文系统地研究了受拉约束弹性层力学不稳定性的形成、转变、相互作用和共存问题。通过实验、数值和理论分析，发现失稳模式由弹性层的几何和力学性质决定，通过两个非量纲参数:层的横向尺寸除以厚度和弹性毛细管长度除以缺陷尺寸。计算相图，定量预测任何不稳定模式的发生。在同一弹性层中，空化不稳定和指入不稳定可以共存并相互作用。目前的工作可以通过合理地利用所需的不稳定模式，同时抑制其他模式，从而帮助设计坚固的粘合剂。