• No results found

Cover Page The handle

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Cover Page The handle"

Copied!
9
0
0

Bezig met laden.... (Bekijk nu de volledige tekst)

Hele tekst

(1)

Cover Page

The handle http://hdl.handle.net/1887/21709 holds various files of this Leiden University dissertation.

Author: Siemens, Alexander Oltmann Nicolaas

Title: Elasticity and plasticity : foams near jamming

Issue Date: 2013-09-12

(2)

Alexander O. N. Siemens

Elasticity and Plasticity:

Foams near Jamming

(3)

Copyright c Alexander O. N. Siemens

Cover design: my foray in IDL... Alexander O. N. Siemens Printed by Gildeprint, The Netherlands

(4)

Elasticity and Plasticity:

Foams near Jamming

PROEFSCHRIFT

ter verkrijging van

de graad van Doctor aan de Universiteit Leiden, op gezag van Rector Magnificus

Prof. mr. C.J.J.M. Stolker,

volgens besluit van het College voor Promoties te verdedigen op donderdag 12 september 2013

klokke 15:00 uur

door

Alexander O. N. Siemens

geboren te Washington D.C., Verenigde Staten van Amerika

in 1985

(5)

Promotiecommissie:

Promotor: Prof. dr. M.L. van Hecke

Overige leden: Dr. E.I. Corwin (University of Oregon, Eugene, USA) Dr. B.P. Tighe (Technische Universiteit Delft )

Prof. dr. E.R. Eliel

Prof. dr. ir. T.H. Oosterkamp

Casimir PhD Series, Delft-Leiden, 2013-21 ISBN 978-90-8593-162-1

Dit werk maakt deel uit van het onderzoeksprogramma van de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), welke financieel wordt gesteund door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk

Onderzoek (NWO).

An electronic version of this dissertation is available at the Leiden University Repository (http://openaccess.leidenuniv.nl).

(6)

“For all that has been – Thanks.

For all that shall be – Yes.”

Dag Hammarskj¨old

To my family and friends

(7)

Contents

1 Motivation: Jamming of 2D Foams 1

2 Introduction 5

2.1 Jamming in a Simple Model . . . 7

2.1.1 Model . . . 7

2.1.2 The Jamming Point . . . 8

2.2 Jammed Materials are Not Ordinary Solids . . . 10

2.2.1 Contact Number . . . 11

2.2.2 Elastic Moduli . . . 13

2.2.2.1 Compression Modulus . . . 14

2.2.2.2 Shear Modulus . . . 15

2.3 Beyond Effective Medium Theory . . . 16

2.3.1 Nonaffine Deformations . . . 16

2.4 Experimental Review . . . 18

3 2D Foams in a Wedge Geometry: Set-up 21 3.1 Experimental Set-up . . . 22

3.1.1 Set-up . . . 24

3.1.2 Foam . . . 27

3.1.3 Temperature Control . . . 30

3.1.4 Imaging . . . 34

3.2 Leveling . . . 37

3.2.1 Protocol to Level . . . 40

3.2.2 Equilibrium Coordinates . . . 44

3.3 Compression Protocols . . . 46

3.3.1 Deflection Angle vs. Open Angle . . . 46

3.3.2 Dynamics of Different Protocols . . . 47 i

(8)

CONTENTS

3.3.3 Stress vs Strain Control . . . 48

3.3.4 Protocols . . . 49

3.3.4.1 Flat Protocol . . . 49

3.3.4.2 Corner Hole Protocol . . . 51

3.3.4.3 Slice Hole Protocol . . . 52

4 Jamming of a 2D Foam 53 4.1 Elastic Response in a Wedge . . . 55

4.2 From Gravity to Boundary Jammed States . . . 58

4.2.1 Determining T (τ2) . . . 58

4.2.2 Determining the Foam Area . . . 62

4.3 Results . . . 63

4.3.1 Using AF as Control Parameter . . . 65

4.3.2 G + K: A Comparison . . . 69

4.3.3 Residual Torque . . . 71

4.3.4 High Tilt Compressions . . . 73

4.4 Nonaffinity Near Jamming . . . 76

4.4.1 Nonaffine Deformation . . . 77

4.4.2 Variance in Compression Runs . . . 80

4.4.3 Foam Motion Signal . . . 81

4.4.4 Comparing Torque and Variance Signals . . . 85

5 Rearrangement of Foams 87 5.1 Previous Work . . . 89

5.2 Biaxial Set-up . . . 90

5.2.1 Set-up . . . 92

5.2.2 Shear and Strain . . . 96

5.2.3 Protocols . . . 99

5.2.3.1 Continuous Shear Protocol . . . 101

5.2.3.2 Start/Stop Protocol . . . 101

5.2.4 Affine Deformation and Variance . . . 102

5.2.5 Stick-slip in the Set-up . . . 104

5.3 Results . . . 107

5.3.1 Continuous Shear . . . 107

5.3.2 Start/stop Shear . . . 113

5.4 Conclusions and Outlook . . . 115

Summary 117

Samenvatting 121

ii

(9)

CONTENTS

Publication List 125

Curriculum Vitae 127

Acknowledgments 129

Bibliography 131

iii

Referenties

GERELATEERDE DOCUMENTEN

Het onderzoek beschreven in dit proefschrift is onderdeel van het weten- schappelijke programma van de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), die financieel

Een deel van deze vra- genlijst wordt ook gebruikt in de werkbaarheids- monitor die STV Innovatie & Arbeid momenteel opmaakt waardoor in de nabije toekomst vergelij- kingen

Opties zijn gen of celtherapie - twee aanpakken waar al meer dan 25 jaar onderzoek naar wordt gedaan voor Duchenne - het werkt goed in muizen, maar bij de vertaalslag naar de

Het onderzoek beschreven in dit proefschrift is onderdeel van het wetenschappelijke programma van de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), die financieel

Dit werk maakt deel uit van het onderzoekprogramma van de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), die deel uit maakt van de Nederlandse Organisatie

Het onderzoek beschreven in dit proefschrift is onderdeel van het wetenschap- pelijke programma van de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) (tegenwoordig NWO-I),

This work is part of the research programme of the Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) and is supported financially by the Nederlandse Organisatie

Daarom ging men op zoek naar populaties die min of meer constant waren geen immigratie en geen emigratie en waar geen bijzondere gebeurtenissen zoals oorlogen en