南京大学基础学科论坛由匡亚明学院主办，自1998年创办以来，已成功举办28届，累计征稿超过8700篇。本论坛是南京大学历史最悠久、最具影响力的本科生学术活动之一，辐射全国七十余所知名高校，是各学科方向同学交流学术成果、结识学术伙伴的绝佳机会，是发扬科学精神、畅谈人文情怀的优秀媒介，也是展示领军和拔尖人才培养成果的坚实平台。论坛的评审委员会由南京大学各相关院系的知名教授组成，充分保障了评审结果的权威性和公正性。论坛涌现的学术成果有多项先后在国内外知名学术期刊上发表，产生了广泛的学术影响和积极的社会声誉，于2016年荣获“全国大学素质教育优秀品牌活动”金牌。
今天向大家推送的是第二十八届基础学科论坛“常规赛道”物理类一等奖论文《卷纸的屈曲失稳机理》，作者是南京大学匡亚明学院学生：王洋华, 高力。
本文围绕卷绕纸基材料在使用中常见的屈曲失稳现象，建立了一个以微观取向为基础的正交各向异性本构模型，并在几何非线性框架下推导了修正的欧拉屈曲方程。通过势能泛函的二阶变分分析，给出了最小芯径 𝑅min 的解析表达式，揭示材料在强取向下内圈优先生屈的本质原因。进一步地，考虑湿度对氢键网络结构的软化作用，引入了湿度-应力耦合扩散方程，刻画局部模量 𝐸(𝑤) 与摩擦系数 𝜇(𝑤) 的非线性演化，进而解释湿润环境下屈曲门槛的显著降低。在模态分析中，我们指出，各向异性刚度张量中的剪切耦合项会引发非轴对称扰动的优先生长，如螺旋形或偏心模式。本文统一了材料统计构型、几何非线性与环境耦合机制对失稳模态选择的影响机制，为柔性薄膜卷绕结构的稳定性设计提供了理论基础。
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日常生活中，那卷看似最不起眼的卫生纸，其每一次屈曲、受潮后的疲软，背后都隐藏着复杂的力学奥秘。我们尝试以严谨的力学模型，从微观纤维取向到宏观几何非线性，再到湿润环境下氢键网络的软化效应，层层解析，揭示其屈曲失稳的本质。这并非轻松的探究。无数次的理论推导、模型验证，得以从抽象理论到核心参数，一步步揭示最小芯径的物理内涵。有幸在此论坛中，我们将这份洞察与思考系统呈现，亲历从论文撰写、答辩到交流的完整洗礼。这份经历，让我们深切体会到，科学的魅力恰在于从习以为常中挖掘出深奥规律，并在严谨求索中得到回应。它激励我们，未来继续以好奇和求真之心，洞察身边世界的细微变化。
王洋华 高力
南京大学匡亚明学院
