Buckling of Spherical Capsules
Auteurs : Sebastian Knoche, Jan Kierfeld
Résumé : We investigate buckling of soft elastic capsules under negative pressure or for reduced capsule volume. Based on nonlinear shell theory and the assumption of a hyperelastic capsule membrane, shape equations for axisymmetric and initially spherical capsules are derived and solved numerically. A rich bifurcation behavior is found, which is presented in terms of bifurcation diagrams. The energetically preferred stable configuration is deduced from a least-energy principle both for prescribed volume and prescribed pressure. We find that buckled shapes are energetically favorable already at smaller negative pressures and larger critical volumes than predicted by the classical buckling instability. By preventing self-intersection for strongly reduced volume, we obtain a complete picture of the buckling process and can follow the shape from the initial undeformed state through the buckling instability into the fully collapsed state. Interestingly, the sequences of bifurcations and stable capsule shapes differ for prescribed volume and prescribed pressure. In the buckled state, we find a relation between curvatures at the indentation rim and the bending modulus, which can be used to determine elastic moduli from experimental shape analysis.
Explorez l'arbre d'article
Cliquez sur les nœuds de l'arborescence pour être redirigé vers un article donné et accéder à leurs résumés et assistant virtuel
Recherchez des articles similaires (en version bêta)
En cliquant sur le bouton ci-dessus, notre algorithme analysera tous les articles de notre base de données pour trouver le plus proche en fonction du contenu des articles complets et pas seulement des métadonnées. Veuillez noter que cela ne fonctionne que pour les articles pour lesquels nous avons généré des résumés et que vous pouvez le réexécuter de temps en temps pour obtenir un résultat plus précis pendant que notre base de données s'agrandit.