Generating ultrastable glasses by homogenizing the local virial stress
本研究提出一种通过迭代调整颗粒直径均匀化局部维里应力的超稳定玻璃制备新方案，在Lennard-Jones混合体系中验证了其可提升动力学稳定性与局部有利结构数量，并揭示了超稳定玻璃热力学与力学稳定性的关联。
2024-05-21 cond-mat.soft
The Role of Local Structure in the Enhanced Dynamics of Deformed Glasses
外加应力可以使非晶态固体的分子迁移率提高几个数量级。流动性的变化通常通过Eyring模型来解释，该模型调用了一个经验激活量，其起源仍然知之甚少。在这里，我们分析了恒定应力分子动力学模拟，并提出了一个扩展的Eyring模型与机器学习领域，软。我们的模型将激活体积（一个经验参数）与结构属性（柔软度）联系起来。我们发现，应力有一个不均匀的影响，取决于当地的结构，这解释了应力下观察到的弛豫时间分布较窄的流动性。
2021-08-13 cond-mat.soft
Raman scattering as a probe of intermediate phases in glassy networks
大块玻璃形成发生在相空间的非常小的部分上，并且“好”玻璃（其甚至在低淬火速率~ 10 K/秒下形成）选择该可进入相空间的甚至更小的部分。一个公理理论提供了玻璃形成的物理基础，并确定这些甜蜜点的玻璃形成与刚性，但无应力网络的存在，实验证据正在迅速出现。最近，理论和实验结合在一起表明，这些玻璃形成的甜蜜点发生在一系列被确定为中间相的化学成分上。这些范围似乎是由局部和中程分子结构的元素，形成等静压刚性网络控制。中间相玻璃具有不太老化的非滞后玻璃化转变（Tg）。拉曼散射在阐明一般玻璃的分子结构和识别中间相的区域中起着关键作用。实验表明，这些阶段具有尖锐的相边界，其特征在于由一个光学弹性，随网络的平均配位数，r，作为幂律。在这篇综述中，我们提供的例子，在硫族化物和氧化物玻璃系统中，这些阶段随着光学弹性幂律已经建立。中间相玻璃代表了自然界优化的自组织纳米结构功能材料。
2007-09-27 cond-mat.soft
Non-equilibrium first order transition marks the mechanical failure of glasses
玻璃通过从过冷液体经由称为玻璃化转变的连续转变冷却而获得其固体状性质。最近对软玻璃的研究表明，除了温度，另一种液化玻璃的途径是通过施加应力，迫使松弛和流动。在这里，我们提供的实验证据表明，应力诱导的玻璃流发生通过一个尖锐的第一级类似的过渡。使用同时的X射线散射在胶体玻璃的振荡流变学，我们确定了一个尖锐的对称性变化，从各向异性固体各向同性液体结构的过渡，从线性到非线性制度。同时，强度波动急剧获得液体分布。这些观察结果表明，玻璃屈服于不断增加的应力作为急剧的仿射到非仿射转变，提供了一个新的概念范式，这类技术上重要的材料的屈服，并提供了新的视角玻璃化转变。
2015-07-16 cond-mat.soft
Shear modulus and shear-stress fluctuations in polymer glasses
使用分子动力学模拟的一个标准的粗颗粒聚合物玻璃模型，我们调查的应力波动形式主义的剪切模量$μ$作为温度$T$和采样时间$Δt$的函数。虽然整体平均模量$μ(T)$被发现连续减少所有$Δt$采样，其标准偏差$δμ(T)$是非单调的，在玻璃化转变的一个醒目的峰值。为了说明我们的系统的有效时间平移不变性，可以使用剪切应力松弛模量$G(t)$上的加权积分来理解$μ(Δt)$。随着$Δt$的增加，$μ(T)$的交叉变得更尖锐，而$δμ(T)$的峰变得更奇异。因此，难以预测单一构型在玻璃化转变时的模量。
2017-11-02 cond-mat.soft
Complex oscillatory yielding of model hard sphere glasses
本文通过探讨不同振荡频率下布朗运动与剪切诱导扩散的相互作用，研究了硬球玻璃在大振幅振荡剪切下的屈服行为。应力、结构和动力学之后是实验流变学和布朗动力学模拟。布朗运动辅助笼逃逸占主导地位，在低频率，而逃逸通过剪切诱导碰撞在高的，都与\ $G^{\prime \prime}$的屈服峰。在中频一个新的，HS玻璃，在$G^{\prime \prime}$双峰揭示反映两种机制。在高频率和应变振幅下，持续的结构各向异性导致应变反转后循环内的应力下降，而较高的应力谐波在某些应变振幅下最小化，表明明显的谐波响应。
2013-02-06 cond-mat.soft
Overaging with stress in polymer glasses? Faster segmental dynamics despite larger yield stress!
University of Wisconsin−Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
该研究针对PMMA玻璃，发现应力下老化的样品屈服应力更高但链段动力学更快，修正了屈服应力与结构弛豫时间的简单函数关系及过老化的相关理论模型。
2026-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Residual Stresses in Glasses
的历史依赖性的玻璃形成的流动熔融稳定状态的突然停止的剪切速率$\dotγ$研究在胶体悬浮液中，通过分子动力学模拟，和模式耦合理论。在理想的玻璃中，应力仅部分松弛，留下有限的持久残余应力。对于中间时间，松弛曲线作为$\dotγt$的函数缩放，即使不存在流动。宏观应力演化与微观均方位移所显示的残余液化的长度尺度有关。该理论描述了这种历史依赖的玻璃共享相同的热力学状态变量，但不同的静态属性。
2013-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Probing Internal Stress and Crystallinity in Wet Foam via Raman Spectroscopy
在这篇文章中，我们将湿泡沫中的内应力和振动模式的特征相关联。使用显微镜图像，我们估计在24小时的持续时间内，在特定的时间间隔，在湿泡沫中的气泡的平均尺寸。拉曼光谱也在相同的时间间隔，在相同的时间帧内记录。我们表明，内部应力，起源于宏观结构变化的泡沫与老化，可以与观察到的拉曼位移的低频亚甲基摇摆模式的组成表面活性剂分子在泡沫中。在这份报告中，我们还显示了拉曼光谱揭示泡沫材料的结晶度的能力，当研究了一段较长的时间。
2009-06-04 cond-mat.soft
Direct evidence of plastic events and dynamic heterogeneities in soft-glasses
通过使用流体动力学模拟的局限和浓缩的乳液液滴，我们调查的性质，在软玻璃动力学的空间非均匀性，并提供定量测量的屈服应力阈值附近的塑性事件的统计特征。以上的屈服应力，我们的研究结果表明存在一个有限的应力相关尺度，它可以直接映射到{ \it cooperativity规模}，最近在文献中引入捕获非局部效应的软玻璃动力学。在这一制度中，出现了一个单独的边界（壁）流变具有更高的流动性比散装，强调在近壁自发分离的塑料事件。在屈服应力附近，合作规模不能估计有足够的精度，系统显示出明显的应力相关性规模的增加，而塑性事件表现出间歇性的聚类时间，没有优先的空间位置。与液滴界面运动相关的时空相关性的定量测量是发现屈服应力阈值下长程非晶有序的关键。
2014-02-18 cond-mat.soft
Microscopic Reversibility, Space-Filling, and Internal Stress in Strong Glasses
公理化理论的理想玻璃网络，这已被证明是有效的，在描述相图和许多性能的硫属化物，氧化物，甚至分子玻璃，在这里扩大到描述两个几何性质，如第一个尖锐的衍射峰，和动力学性质，如不可逆的玻璃化转变的焓，通过调制差示扫描量热法测量。讨论表明，为什么后者是一个如此有效的工具，用于识别强玻璃。
2006-06-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Transient stress evolution in repulsion and attraction dominated glasses
我们提出的结果从微观模式耦合理论广义胶体分散体剪切下的集成通过瞬态形式主义。启动剪切应力-应变曲线、流动曲线和正应力仅以平衡静态结构系数作为输入进行计算。硬球接近他们的玻璃化转变被认为是硬球与短程方井吸引力在他们的吸引力主导的玻璃化转变。空间包装和物理键形成的线性弹性响应，屈服过程中的应力释放，和稳定的塑性流动的后果进行了讨论，并从集中的模型分散体的实验数据进行比较。
2014-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Raman measurement of irreversible shear in SiO$_2$ glass
拉曼光谱是研究SiO $_2$基玻璃中局部形变和结构变化的有用实验工具。在本文中，我们表明，剪切塑性流动影响的拉曼光谱的上半部分的拉曼光谱的大样本中使用的半经典建模。我们将这些变化的结构修改，以及在相同的频率范围内计算的振动模式的详细分析。这些结果打开了大门，在硅基结构的塑性损伤的原位监测。
2015-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamically Correlated Region in Sheared Colloidal Glasses Revealed by Neutron Scattering
利用原位小角中子散射研究了剪切作用下扩展作用荷电胶体玻璃的微观变形机制，发现了一个动态关联区（DCR）。这个短暂的区域提供了抵抗由外部变形所施加的构型重排的能力，如在剪切稀化制度中DCR的尺寸的演变和在低和中等剪切速率下由DCR维持的局部应力与来自流变学测量的宏观应力之间的定量一致性所证明的。这一发现表明，DCR是一个重要的量，在微观上解决流动和变形行为的强相互作用的胶体。
2017-09-21 cond-mat.soft
Long-lived neighbors determine the rheological response of glasses
玻璃表现出类似液体的结构，但类似固体的流变响应，塑性形变仅在屈服之后发生。因此，从微观结构预测流变行为是困难的，但对材料科学是重要的。在这里，我们考虑胶体悬浮液，并建议补充静态结构信息的本地动态，即重排和打破笼子的邻居。这分别通过均方非仿射位移和长时间保持最近邻居（即长寿邻居）的粒子数量来量化。这两个量都遵循剪切下使用共聚焦显微镜，是基础上计算的仿射和非仿射贡献的弹性应力，这是补充的粘性应力，给出总应力。在启动剪切，该模型预测三个瞬态制度，从仿射，非仿射和粘性的贡献的相互作用的结果。我们的预测与流变数据及其对体积分数和剪切速率的依赖性定量一致。
2016-12-01 cond-mat.soft
Ideal Glasses and Protein Network Dynamics
优化的无机玻璃，小的生物分子和蛋白质的灵活性之间的定量拓扑类比表明，平均场估计的内应力是有用的，在确定机制，支持生活材料和它们的酶的产品。这些类比预示着新兴的蛋白质动力学的最低限度的灵活性模型。应用海藻糖，最佳的生物保护材料，导致一个非常简单的机械模型，密切平行的机械效应中观察到的类蛋白质。
2005-06-01 cond-mat.soft
Microscopic origin of nonlinear non-affine deformation and stress overshoot in bulk metallic glasses
基于非仿射响应形式的非晶态固体弹性力学的原子理论，通过与不可逆多体动力学的耦合，被推广到非线性应力-应变体系。后者是在紧凑的分析形式使用的多体Smoluchowski方程的定性方法。得到的非线性应力-应变（本构）关系非常简单，拟合参数很少，但包含了所有的微观物理。该理论是成功地测试对金属玻璃的实验数据，它是能够重现的无处不在的功能时，不同的温度和剪切速率的应力应变过冲。一个明确的原子级的解释提供了应力过冲，在玻璃笼的非仿射变形和应力积累由于粘性耗散引起的弹性不稳定性之间的竞争。
2014-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Strain Hardening in Polymer Glasses: Limitations of Network Models
模拟被用来研究聚合物玻璃中应变硬化的微观起源。虽然传统的熵网络模型可以拟合总应力，但其基本假设与模拟结果不一致。有一个实质性的能量贡献的应力，迅速上升之间的缠结段被拉紧。应力的热分量对缠结不太敏感，大部分是不可逆的，并且与局部塑性排列的速率直接相关。缠结和未缠结的链显示相同的应变硬化时，绘制对微观链的取向，而不是宏观应变。
2007-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Yield stress in amorphous solids: A mode-coupling theory analysis
屈服应力是非晶材料的一个定义性特征，它很难在理论上进行分析，因为它来源于受约束固体对外加变形的强烈非线性响应。模式耦合理论预测了经历玻璃化转变的材料的流动曲线，从而为非晶态固体的屈服应力提供了预测。我们使用这种方法来分析几类无序固体，使用简单的模型，硬球玻璃，软玻璃，金属玻璃的模式耦合的预测可以直接比较数值测量的结果。该理论正确地描述了熵性质的屈服应力在硬球玻璃中的出现，以及它在密度接近随机密堆积时的快速增长。相比之下，软质和金属玻璃中固体行为的出现，这源于直接的粒子相互作用，并没有很好地描述的理论。我们发现，类似的缺点出现在描述的玻璃相在休息时的振动动力学。我们讨论了模式耦合理论的适用范围，以了解屈服应力和非线性流变的非晶材料。
2013-07-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Metastability at the Yield-Stress Transition in Soft Glasses
本文研究了在空间非均匀应力作用下二维周期性软玻璃模型中的固液相变。我们所考虑的模型由在连续相中挤在一起的分散相的液滴组成。当应力的峰值接近材料的屈服应力时，我们发现整个系统间歇性地隧穿到亚稳态的“流化”状态，该状态通过弹性波耗散松弛回到亚稳态的“固体”状态。通过微观位移场的液滴，其时间统计显示出显着的双峰的宏观情况进行了研究。亚稳性根源于在给定的应力范围内存在两个不同的稳定流变分支以及长程相关性（例如，大的动态异质性）在系统中发展。最后，我们表明，一个类似的行为举行的压力驱动流，从而提出了可能的实验测试。
2018-06-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cracking in polymer glasses and evolution at zero stress: Highlighting discrete long time scale relaxations
研究了无缺口玻璃态聚合物的断裂起始以及玻璃态下零应力下的演化。共焦显微镜观察和自相关方法被用来表征试样的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）在室温下加载，随后卸载。在零应力松弛过程中的形态和裂纹的位置提交到伸长率高达8%的演变报告和分析。裂纹（纵向裂纹、横向裂纹和银纹）主要发生在离表面10微米厚的层内，而不在本体中延伸。结果表明，应变场继续发展没有应力，它可以描述为一个间歇性的位移场的收缩。相应地，银纹或微空洞的数量在加载后的零应力松弛状态下增加。收缩所涉及的时间尺度是几天的量级，因此报告了迄今为止未知的非常缓慢的弛豫时间尺度。
2014-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Slow relaxation dynamics in binary glasses during stress-controlled, tension-compression cyclic loading
采用分子动力学模拟研究了循环加载对金属玻璃弛豫动力学和力学性能的影响。我们认为Kob-Andersen三维二元混合物在玻璃化转变过程中迅速冷却，并在弹性范围内经历数千次拉伸-压缩循环。结果发现，在恒定压力下的循环加载过程中，系统被重新定位到逐渐降低的势能水平，从而促进更大的致密化和更高的强度。随着应力幅值的增大，玻璃的平均密度增大，势能最小值变深，而弹性模量减小。具有大非仿射位移的原子团簇的典型尺寸在连续的循环中变得更小，这与势能的逐渐减小相关。这些结果对于改善非晶合金力学性能的形变热处理具有重要意义。
2018-04-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Particle rearrangement and softening contributions to the nonlinear mechanical response of glasses
非晶材料，如金属，聚合物和胶体玻璃，表现出复杂的结晶依赖于施加的剪切力的机械响应。我们进行数值模拟，以调查的机械响应的二元Lennard-Jones玻璃进行无热，准静态纯剪切作为一个功能的冷却速率$R$用于准备他们。整体平均应力-应变曲线$\langleσ(γ)\rangle$类似于大尺寸极限下的空间平均值，该曲线看起来平滑，并在小应变下显示推定的弹性状态，在中等应变下显示屈服相关峰值，在大应变下显示塑性流动状态。相比之下，对于系综中的每种玻璃配置，应力-应变曲线由许多短的近线性段组成，所述短的近线性段被颗粒重排引起的快速应力下降打断。我们量化了小应力应变段的形状，以及每个玻璃配置中应力降的频率和大小。我们将应力损失分解为颗粒重排和软化的损失，即，$σ(γ)$中线性段斜率的减小），然后比较作为$R$和$γ$的函数的两个贡献。对于目前的研究，强化引起的应力损失大于软化引起的应力损失，但是，软化应力损失随着冷却速率的降低而增加。我们还表征了不同$R$制备的玻璃沿应变方向的势能景观的结构，并观察到屈服过渡附近的景观的属性的戏剧性变化。然后，我们表明，每应变的增强引起的能量损失可以作为一个序参量的屈服过渡，这锐化缓慢的冷却速率和大系统尺寸的限制。
2017-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structural relaxation of porous glasses due to internal stresses and deformation under tensile loading at constant pressure
利用分子动力学模拟研究了常压下非晶态固体的孔径分布和力学性能随时间的演化。多孔玻璃最初是在恒定体积条件下通过从液态到玻璃态区域的快速热淬火并允许同时发生相分离和材料固化来制备的。我们发现，在恒定的压力和低温下，多孔网络变得更加紧凑和玻璃系统搬迁到逐步降低的势能水平。虽然玻璃的弹性模量和平均密度都随等待时间的增加而增加，但它们的依赖性由具有相同指数的幂律函数描述。此外，数值模拟的结果表明，在恒定压力下的拉伸载荷下，低密度的多孔样品变得显着变形，并打破成单独的域在高应变，而致密的玻璃形成一个几乎均匀的固体材料。
2018-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cooling under applied stress rejuvenates amorphous alloys and enhances their ductility
采用分子动力学模拟研究了二元玻璃冷却过程中施加的拉应力对玻璃势能态和力学性能的影响。我们研究的三维二元混合物，首先在玻璃化转变温度附近退火，然后在张力下迅速冷却到玻璃相。结果表明，在较大的外加应力值下，液态玻璃形成体在较高的应变下冻结，其势能增强。对于固定的冷却速率，当初始温度增加到玻璃化转变点以上时，冷却期间可以施加的最大拉伸应力减小。我们还表明，再生玻璃的无定形结构的特点是增加了较小类型的原子之间的接触的数量。此外，拉伸试验的结果表明，在较大的施加应力和较高的初始温度下制备的玻璃中，弹性模量和应力过冲的峰值降低，从而表明增强的延展性。这些研究结果可能有助于开发提高大块金属玻璃塑性的加工和制备方法。
2020-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stress-strain relations in bulk metallic glasses and colloidal dispersions
比较了大块金属玻璃形成体和胶体分散体的非线性流变响应。利用推广到均匀不可压缩流动的模式耦合理论的示意性模型，定量分析了恒定变形率接通后测得的应力-应变曲线。金属和分散体流变学之间的映射是可能的，当应力由熵尺度，累积应变的几何因素，和速率的固有弛豫时间重新调整。利用这种相似性和直接观察单个胶体颗粒的可能性，我们使用共聚焦显微镜研究胶体系统中的结构畸变。的扭曲表现出（从弹性理论）预期的四极，但也有很强的各向同性组件。
2017-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamics of wire frame glasses in two dimensions
本文通过二维模型研究浓悬浮液中线框颗粒的动力学与流变学，发现线框在临界点浓度以上被冻结且应力持续，而棒状颗粒始终通过爬行扩散且应力衰减。
2023-06-23 cond-mat.soft
Strain Hardening of Polymer Glasses: Entanglements, Energetics, and Plasticity
模拟被用来研究聚合物玻璃中应变硬化的微观起源。虽然在很宽的温度范围内的应力-应变曲线可以拟合熵网络模型预测的函数形式，但许多其他结果与这些模型的物理图像根本不一致。应力太大而不能成为熵，并且与温度有错误的趋势。在大应变下，最引人注目的硬化反映了能量的增加，因为链在纠缠之间被拉紧，而不是熵的变化。当加热到玻璃化转变温度以上时，只有在变形样品的形状恢复过程中才观察到弱的熵应力。虽然短链不形成缠结网络，但它们表现出部分形状恢复、取向和应变硬化。所有链长的应力崩溃时，对链拉伸的微观措施，而不是宏观拉伸绘制。热对应力的贡献与通过链间键的断裂和重整测量的塑性速率成正比。这些观察结果表明，应变硬化的正确微观理论应该基于玻璃态物理学，而不是橡胶弹性。
2008-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear-stress fluctuations and relaxation in polymer glasses
我们通过分子动力学模拟研究了粗粒聚合物玻璃模型，重点关注（准静态和动态）剪切应力波动作为温度T和采样时间的函数$Δt$。使用对剪切模量和剪切应力松弛模量$G(t)$的应力波动关系$μ_{sf}$的贡献（每个剪切平面的时间平均）的（整体平均）期望值来表征线性响应。使用100个独立的配置，我们注意各自的标准偏差。虽然整体平均模量$μ_{sf}(T)$随着所有$Δt$采样的T的增加而连续降低，但其标准偏差$δμ_{sf}(T)$是非单调的，在玻璃化转变处具有显著的峰值。因此，剪切模量是连续的还是在玻璃化转变处具有跳跃奇异性的问题是不适定的。为了证明我们的系统的有效时间平移不变性，$μ_{sf}$和相关量的$Δt$依赖性可以使用$G(t)$上的加权积分来理解。这意味着剪切粘度$η(T)$可以容易地从$1/Δt$获得-$μ_{sf}$在玻璃化转变以上的衰减。
2017-11-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Accelerated rejuvenation in metallic glasses subjected to elastostatic compression along alternating directions
采用分子动力学模拟研究了静应力和交变加载方向对非晶合金势能和力学性能的影响。该模型玻璃是通过一个二元混合物，首先缓慢退火远低于玻璃化转变温度，然后受到沿单一方向或沿两个和三个交替方向的弹性静力学加载。我们发现，在足够大的值的静态应力，二元玻璃成为振兴通过集体的，不可逆的原子重排。在加载协议中的静态应力包括额外的取向后，再生效应被放大，并且具有大的非仿射位移的原子簇的典型尺寸增加。作为延长的机械加载的结果，弹性模量和应力过冲的峰值在启动连续压缩期间变得显著降低，特别是对于具有交替应力取向的加载协议。这些发现对于设计新的加工方法以改善金属玻璃的机械性能具有重要意义。
2020-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Molecular mobility in driven monomeric and polymeric glasses
我们表明，在单体过冷液体和玻璃，塑性流动在恒定的剪切应力$σ$，而被变形与应变速率$\dotε$，微观结构弛豫时间$τ_{\rm str}$给出的通用关系$σ/G_\infty\dotε$与$G_\infty$的模量。这个等式适用于从玻璃化转变温度以上一直到无热极限的所有流变状态，并且是由弹性加载和粘性耗散的竞争效应引起的。然而，在大分子（聚合物）玻璃中，应力从该弛豫时间开始衰减，并且$τ_{\rm str}$实际上进一步减小，即使在玻璃态应变硬化期间$σ$升高。我们开发的表达式来捕捉这两种效果，从而提供了一个框架，用于分析玻璃材料中的迁移率测量。
2018-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermal softening of the yield stress in glasses with different stability
Gulliver, CNRS UMR 7083, ESPCI Paris, PSL Research University（高勒维尔，CNRS UMR 7083，巴黎高等物理化工学院，PSL研究大学）
本文通过分子动力学模拟，研究不同稳定性玻璃在有限温度下的屈服应力热软化效应，发现其符合$T^{2/3}$定律，且软化幅度与玻璃稳定性密切相关，为有限温度屈服描述需考虑玻璃稳定性提供依据。
2026-10-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Yield conditions for deformation of amorphous polymer glasses
玻璃态聚合物的剪切屈服通常用压力相关的Tresca或von Mises屈服准则来描述。我们测试这些标准对分子动力学模拟的变形在无定形聚合物玻璃在三轴加载条件下，很难实现在实验中。本文介绍了将屈服点的几种标准定义推广到三轴载荷时的困难和含糊之处。两个定义，最大和偏移八面体应力，然后用于评估屈服应力的模型参数范围很广。在所有情况下，剪切的开始与压力修正的von Mises准则一致，并且压力系数几乎与许多参数无关。在三轴拉伸载荷下，破坏模式转变为空蚀。
2001-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The effect of cryogenic thermal cycling on aging, rejuvenation, and mechanical properties of metallic glasses
采用分子动力学模拟研究了模型玻璃在热循环作用下的结构弛豫、势能态和力学性能。我们研究了一种非添加剂的二元混合物，它是从液相退火到低于玻璃化转变的低温不同的冷却速率。通过在恒定压力下反复加热和冷却系统来施加热处理，从而在热膨胀时暂时引起内应力。我们发现，退火不良的玻璃被重新定位到逐步降低水平的势能在连续的周期，而退火良好的玻璃可以在足够大的幅度的热循环再生。此外，对于所有冷却速率，在一定温度幅值下检测到100次循环后的最低水平的势能。到不同能态的结构转变伴随着原子的集体非仿射位移，这些原子被组织成团簇，其典型尺寸随着冷却速率或温度振幅的增加而变大。我们发现，弹性模量和峰值的应力过冲表现出明显的最大值的循环振幅，这对应于最小的势能。模拟结果表明，屈服峰作为循环振幅的函数，快速退火的玻璃表示在较低的冷却速率制备的玻璃中的最大应力的下限。
2018-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Large dilatational hyperelasticity of glasses en route to cavitation failure
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；CNRS, ESPCI Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité（法国国家科学研究中心、巴黎高等物理化工学院、巴黎文理研究大学、索邦大学、巴黎西岱大学）
研究揭示了玻璃在接近失效时，大和小应力三轴度下的弹性塑性变形差异，发现大三轴度下玻璃表现出强超弹性响应，而小三轴度下则伴随微空腔形成，揭示了玻璃失效的拓扑转变过程。
2026-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The effects of cooling rate on particle rearrangement statistics: Rapidly cooled glasses are more ductile and less reversible
非晶态固体，例如金属、聚合物和胶体玻璃，对施加的变形显示复杂的时空响应。与结晶固体相反，在加载期间，非晶态固体表现出从弹性响应到塑性流动的平滑过渡。在这项研究中，我们调查的机械响应二元Lennard-Jones玻璃无热，准静态纯剪切作为一个功能的冷却速率用于制备它们。我们发现几个关键的结果之间的联系应变诱导的粒子重排和机械响应。我们表明，更快速冷却的玻璃进行更频繁和更大的颗粒重排比缓慢冷却的玻璃。我们发现，剪切体积模量的比例随冷却速率的增加而减小，这表明更快速冷却的玻璃比缓慢冷却的样品更具延展性。此外，我们的特点是在循环剪切过程中的颗粒运动的可逆程度。我们发现，不可逆的粒子运动发生，即使在假定的线性制度的应力与应变。然而，缓慢冷却的玻璃，经历较小的重排，是更可逆的循环剪切下比快速冷却的玻璃。因此，我们表明，更多的延性玻璃也不可逆。
2016-07-14 cond-mat.soft
Yielding behaviour of glasses under shear deformation at constant pressure
Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心）
研究在恒压条件下剪切变形对玻璃产生行为的影响，发现压力影响机械响应，但定性行为与恒体积条件相似。
2026-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Theory of Shear Modulus in Glasses
在Kubo的理论方案中，我们建立了一个从边界壁剪切变形作用于薄膜几何形状的线性响应理论。我们的方法适用于任何固体和流体。对于眼镜，我们假设在固定的固有状态附近的准平衡。然后，我们得到的任何变量，包括应力和颗粒位移的线性响应表达式，即使玻璃内部是弹性不均匀的。特别地，剪切模量可以用内部应力和来自壁的力之间的相关性来表示。它也可以用粒子间的相关性来表示，正如以前的文献所示。我们的应力松弛函数包括边界壁的影响，并可用于非均匀流动响应。我们表明存在的长期的，长期的相关性之间的波动的力量从墙壁和位移的所有粒子在细胞。我们证实了这些理论结果在一个二维模型玻璃数值。作为应用，我们使用这些时间关联函数描述了边界壁运动后横向声音的传播。我们还发现，当振荡剪切的频率接近第一横向声音模式的频率时，共振声音放大。
2018-12-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Connecting microscopic and mesoscopic mechanics in model structural glasses
本文提出一种表征非晶态固体弹性不均匀性的新形式，通过高阶应变能展开建立微观力学与细观模型的联系，并预测材料应力响应及屈服后老化动力学。
2024-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear yielding and shear jamming of dense hard sphere glasses
我们调查的致密硬球玻璃的剪切应变的响应，在很宽的范围内的压力范围从玻璃化转变到无限压力堵塞点。在密度剪切应变平面的相图解析计算使用平均场无限维的解决方案。我们发现，就在上述的玻璃化转变，玻璃一般产量在有限的剪切应变。在平均场图中，屈服转变是存在无序时的旋节点。相反，在较高的密度，我们发现，玻璃一般堵塞在有限的剪切应变：堵塞过渡防止屈服。剪切屈服线和剪切堵塞线在临界点处汇合，在该临界点附近，系统在非常大的剪切应力下屈服。在这一点上，一个高度非平凡的屈服动力学的特点是系统跨越无序骨折的预期。
2017-01-30 cond-mat.soft
Micro-alloying and the Toughness of Glasses: Modeling with Pinned Particles
玻璃，特别是金属玻璃在技术应用中的有用性通常受到其韧性的限制，韧性定义为塑性屈服之前应力-应变曲线下的面积。最近发现韧性显着增加，通过添加小浓度的外来原子作为钉扎中心。我们模拟这种现象在零温度和准静态应变与随机定位的粒子，参与的弹性形变，但被钉在非仿射返回到机械平衡。我们发现一个非常强大的效果，韧性通过增加的剪切模量和屈服应力作为钉扎颗粒的密度的函数。理解这些结果需要分别分析弹性项或“玻恩项”以及由玻璃无序引起的“过剩模”的贡献。最后，我们提出了一个缩放理论，崩溃的数据在一个通用的曲线作为一个函数的重新缩放的变量。
2013-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microscopic constitutive theory of stress overshoot, yielding, and strain hardening in amorphous materials
University of Milan（米兰大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）
该研究基于非仿射弹性与不可逆多体弛豫耦合，为金属和聚合物玻璃非线性变形建立微观本构理论，解释应力过冲等现象，通过拉伸指数弛豫指数等定量再现多材料实验曲线，建立统一微观框架。
2026-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Linking high and low temperature plasticity in bulk metallic glasses: thermal activation, extreme value statistics and kinetic freezing
在远低于其玻璃化转变的温度下，块体金属玻璃的变形性质的特征在于从弹性到塑性的急剧转变、可再现的屈服应力以及该应力随温度升高而近似线性地减小。在目前的工作中，它表明，当过冷液体制度的众所周知的属性，在潜在的势能景观方面，被假定为在低温下也是有效的，一个简单的热激活模型是能够再现所观察到的宏观产量的发病。在这些温度下，复杂的势能景观的热可及性急剧降低，极端值的统计和动力学冻结现象变得重要，影响介导弹性到塑性转变的不可逆结构转变的空间异质性。随着温度的升高和接近玻璃化转变温度，该理论能够顺利过渡到高温变形制度，其中塑性是已知的热激活粘塑性模型很好地描述。
2013-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modeling the Relaxation of Polymer Glasses under Shear and Elongational Loads
玻璃态聚合物表现出应变硬化：在恒定的拉伸载荷下，它们的流动首先加速，然后停止。最近的实验在这样的负荷下发现，这是伴随着一个惊人的下降的节段松弛时间。这可以解释为一个最小的不可因式分解的模型相结合的流动引起的玻璃熔化的应变聚合物所携带的应力的积累。在该模型中，节段运动的液化允许产生聚合物承载应力的强流动，从而减慢足以使节段（或溶剂）模式再玻璃化的变形。在这里，我们提出了新的结果，相应的行为下阶跃应力剪切载荷，非常相似的物理适用。为了解释在拉伸情况下的卸载行为，需要引入一个褶皱因子来描述节段有序性的快速丧失。我们在这里讨论更详细的物理，我们认为这涉及非熵贡献的聚合物应力，这可能会导致剪切和伸长率之间的一些重要差异。我们还讨论了一些基本的和可能测试的问题，在玻璃化聚合物的熵弹性的物理意义。最后，我们提出了新的结果，启动稳定的剪切流，解决瞬态剪切带的可能作用。
2012-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Aging and rejuvenation during elastostatic loading of amorphous alloys
利用分子动力学模拟，我们研究了单轴弹性静态压缩对二元玻璃的势能、结构弛豫和力学性质的影响。我们考虑的三维Kob-Andersen二元混合物，这是最初从液体状态冷却到玻璃相，在零压力下，以缓慢的速度。然后，在延长的时间间隔期间，在退火温度下对玻璃施加静态应力。结果表明，当退火温度小于玻璃化转变温度的一小部分时，屈服点以下的静应力会引起大规模的塑性形变和明显的年轻化。相比之下，老化效应变得占主导地位，在足够小的值的静态应力和较高的退火温度。弹性静态压缩后的力学测试表明，弹性模量和屈服应力都在再生样品中降低，而松弛的玻璃观察到相反的趋势。这些结果可能对优化力学性能的金属玻璃的形变热处理有帮助。
2019-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multi-step deformation experiment and development of a model for the mechanical behavior of polymeric glasses
Purdue University（普渡大学）
该研究通过四步变形实验挑战传统玻璃态聚合物力学模型的假设，结合光漂白光学实验排除部分卸载时分子迁移率降低的可能，开发了以高效堆积材料分数为内部变量的新模型，可描述相关实验。
2026-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elementary processes in dilatational plasticity of glasses
针对玻璃材料膨胀塑性研究不足的问题，通过模拟揭示塑性失稳兼具膨胀与剪切分量，阐明其影响因素与基本性质，为大尺度集体现象研究奠定基础并发现空化前的模量软化现象。
2024-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Long-range strain correlations in sheared colloidal glasses
玻璃在实验时间尺度上表现得像固体，因为它们的弛豫很慢。增长的动态长度尺度，由于合作运动的粒子被认为是核心，这种缓慢的反应。然而，对于静止的玻璃，合作重排区域的大小从未被观察到超过几个颗粒直径，并且作为弹性固体的签名的长程相关性的观察仍然是难以捉摸的。在这里，我们提供了直接的实验证据的长程相关性在一个致密的胶体玻璃的变形。通过施加外部应力，我们迫使结构重排，使玻璃流动，我们确定长程相关的微观应变的波动，并阐明其缩放和空间对称性。所施加的剪切诱导的过渡从均匀到非均匀流在临界剪切速率，我们调查的应变相关性在这个过渡中的作用。
2011-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Deviatoric Stress Driven Transient Melting Below the Glass Transition Temperature in Shocked Polymers
聚合物在其玻璃化转变温度附近和以下的松弛由一系列具有宽范围时间尺度的相关单元过程控制。冲击载荷的快速变形速率可以抵消这些过程中的一个重要部分，导致在橡胶的动态玻璃化转变。在这封信中，我们报告了相反的情况，即玻璃态聚合物在冲击载荷下的瞬时熔化。冲击波阵面附近的大的偏应力诱导快速过渡的骨干二面角和聚合物熔体的应力松弛特性。这是其次是较慢的松弛预期的眼镜。
2022-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Delayed solidification of soft glasses: New experiments, and a theoretical challenge
当受到大振幅振荡剪切应力时，Laponite水悬浮液在长延迟时间tc后显示出突然的固化转变。我们测量的应力幅值，频率，并对年龄依赖的初始损耗模量的TC的依赖性。乍一看，我们的观察出现定量一致的一个简单的软玻璃流变（SGR）型模型，在该模型中，介观元素的障碍交叉是纯粹的应变诱导。对于给定的应变幅γ0，每个单元可以根据其局部屈服应变是否超过γ0而被分类为流体或固体。每个循环，屈服单元的势垒高度E根据固定的先验分布ρ（E）重新分配：这固定了流体单元变成固体的每个循环概率R（γ0）。当固体元素的分数增加时，γ0下降（在恒定的应力幅下），因此R（γ0）增加。这种正反馈解释了长时间延迟后突然固化的原因。因此，该模型似乎直接将宏观流变学与介观势垒高度统计联系起来：在其概念范围内，我们的数据指向ρ（E）的幂律，而不是SGR中通常假设的指数形式。然而，尽管这一明显的成功，更仔细的研究表明，该模型的假设不能与我们的实验中出现的极大的应变振幅。因此，锂皂石延迟固化的定量解释仍然是一个开放的理论挑战。
2012-04-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
