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Universal scaling laws for shear induced dilation in frictional granular media

机译：摩擦粒状介质剪切诱导扩张的普遍缩放规律

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摘要

Compressed frictional granular matter cannot flow without dilation. Upon forced shearing to generate flow, the amount of dilation may depend on the initial preparation and a host of material variables. On the basis of both experiments and numerical simulations we show that as a result of training by repeated compression-decompression cycles the amount of dilation induced by shearing the system depends only on the shear rate and on the (pre-shearing) packing fraction. Relating the rheological response to structural properties allows us to derive a scaling law for the amount of dilation after n cycles of compression-decompression. The resulting scaling law has a universal exponent that for trained systems is independent of the inter-granules force laws, friction parameters and strain rate. The amplitude of the scaling law is analytically computable, and it depends only on the shear rate and the asymptotic packing fraction.
机译：压缩的摩擦粒状物质不能没有扩张。在强制剪切以产生流动时，扩张的量可以取决于初始制剂和一系列材料变量。在实验和数值模拟的基础上，我们表明，由于重复压缩减压循环训练的结果，通过剪切系统诱导的扩张量仅取决于剪切速率和（预剪切）包装级分。对结构性质的流变反应相关，使我们能够在压缩减压的循环后的扩张量导出缩放法。由此产生的缩放法具有普遍指数，即培训的系统与颗粒间强制法，摩擦参数和应变率无关。扩展法的幅度是可分析可计算的，并且它仅取决于剪切速率和渐近包装分数。

著录项

  • 来源
    《Granular matter》 |2019年第3期|40.1-40.9|共9页
  • 作者

    Bandi M. M.; Das Prasenjit; Gendelman Oleg; Hentschel H. George E.; Procaccia Itamar;

  • 作者单位

    OIST Grad Univ Nonlinear & Nonequilibrium Phys Unit Onna Okinawa 9040495 Japan;

    Weizmann Inst Sci Dept Chem Phys IL-76100 Rehovot Israel;

    Technion Fac Mech Engn IL-3200003 Haifa Israel;

    Weizmann Inst Sci Dept Chem Phys IL-76100 Rehovot Israel;

    Weizmann Inst Sci Dept Chem Phys IL-76100 Rehovot Israel;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Granular matter; Dilation; Friction;

    机译：粒状;扩张;摩擦;

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