Wrinkling of a stiff film resting on a fiber-filled soft substrate and its potential application as tunable metamaterials

خودآموزی مکانیکی الگوهای مرتب شده از طریق انقباض خودبخودی سیستمهای نازک / نرم-سوبسترا در سال های اخیر منافع قابل توجهی به دست آورده است. در اینجا ما چروکیده شدن یک فیلم سفتی را که بر پایه نرمی فیبر پر شده است، مطالعه می کنیم. به طور خاص، اثرات ابعاد مقطعی، فاصله و موقعیت الیاف بر الگوهای چروکیده در سیستم دو لایه فیلم / بستر مورد بررسی قرار گرفته است. ما نشان می دهد که الگوهای چروکی متفاوت، از جمله چین و چروک های سینوسی، دو برابر شدن دوره، سه گانه دوره ای و حالت های کوه گور، ممکن است در یک فشار کلی کوچک و یا متوسط ​​به دلیل تغییر شکل غیرمستقیم در بستر اتفاق می افتد و آنها می توانند با تنظیم هندسی و پارامترهای فیزیکی سیستم. برای نشان دادن استفاده بالقوه از الگوهای چروکیده در این مطالعه، انتشار موج موجک را در چنین دو لایه چروکیده با استفاده از نظریه موج بلخ بررسی می کنیم. نتایج محاسباتی ما نشان می دهد که الگوی تنش های متنوع تولید شده در کامپوزیت های نرم باعث ایجاد تنوع غنی از ساختارهای باند می شود. با استفاده از ساده سازی پارامترهای هندسی و کنترل تحرک های خارجی بر روی مواد فلزی نرم، می توان باند های مورد نظر از امواج الاستیک را به دست آورد و تنظیم کرد.