Effect of disorder on temporal fluctuations in drying induced cracking (2011)
Investigamos mediante simulaciones por ordenador el efecto del desorden estructural en las estadísticas de agrietamiento de una capa delgada de material sometida a un secado uniforme e isótropo. Para ello, la capa se discretiza en un entramado triangular de muelles con una disposición ligeramente aleatoria. El proceso de secado se captura reduciendo la longitud natural de todos los muelles en el mismo factor, y la cantidad de desorden apagado se controla variando la anchura de la distribución de los umbrales aleatorios de rotura de los muelles. Una vez que se rompe un muelle, la redistribución de la carga puede desencadenar una avalancha de roturas, no necesariamente como parte de la misma grieta. Nuestras simulaciones por ordenador revelaron que el sistema presenta una transición de fase con la cantidad de desorden como parámetro de control: a desórdenes bajos, el proceso de rotura está dominado por una grieta macroscópica al principio, y la distribución del tamaño de las avalanchas de rotura posteriores muestra una forma exponencial. A desórdenes altos, la fractura procede en avalanchas de pequeño tamaño con una distribución exponencial, generando un gran número de microfisuras que finalmente se fusionan y rompen la capa. Entre ambas fases se produce una transición brusca a una cantidad crítica de desorden c = 0:40 0:01, en la que la distribución del tamaño de las avalanchas se convierte en una ley de potencia con exponente = 2:6 0:08, de acuerdo con el valor del campo medio = 5=2 del modelo del haz de ber. Además, los colapsos de datos de buena calidad del análisis de escalado de tamaño de nite muestran que el valor medio del mayor estallido hmaxi puede identificarse como el parámetro de orden, con = = 1:4 y 1= ' 1:0, y que la relación media hm2=m1i de los momentos segundo m2 y primero m1 de la distribución de tamaño de avalancha muestra un comportamiento similar al de la susceptibilidad de una transición continua, con = 1:, 1= ' 0:9. Estos resultados sugieren que la transición inducida por desorden de la ruptura de capas delgadas es análoga a una transición de fase continua.