Atomistically enabled nonsingular anisotropic elastic representation of near-core dislocation stress fields in $α$-iron
由于经典弹性理论的奇异性,在位错核附近,位错的应力场被认为是不切实际的大。虽然在许多情况下,这是补救与近似的有效核心半径,其中特别正则化的实施,这种近似导致在计算的准确性妥协。在这项工作中,位错场的各向异性非奇异弹性表示的发展,以准确地代表近芯应力的位错在$α$ -铁。正则化的应力场通过使用亥姆霍兹型梯度各向异性弹性的非奇异格林张量函数来实现,该函数除了材料的弹性常数之外仅需要单个特征长度参数。使用一种新的磁键序势模型在铁原子相互作用,分子静力学计算进行,并开发了一个优化程序,以提取所需的长度参数。结果表明,该方法可以准确地复制近芯位错应力的大小和衰减,即使是属于核心本身的原子。与奇异各向同性和各向异性理论的比较表明,非奇异各向异性理论导致一个更准确的代表性的应力的螺旋和刃位错附近的核心,在某些情况下,在精度上的改进高达一个数量级。文中还讨论了奇异应力和非奇异应力相差很大的区域的空间范围。我们所描述的一般程序,原则上可以应用于准确地模拟任何任意形状的位错在各向异性立方介质中的近芯位错应力。
2015-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Planar structured materials with extreme elastic anisotropy
本文通过余弦函数单胞数据库系统估计了单尺度二维结构化材料的各向异性刚度张量范围,并与层级层合板对比确定需层级设计的性能区域,进而提出功能梯度结构构造方法并展示其独特力学行为。
2024-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Topology optimization of anisotropic elastic metamaterial with broadband double-negative index
针对超透镜在医学超声和检测领域的应用前景,同时具有负质量密度和负弹性模量的双负材料可以作为突破衍射极限的理想超透镜。本文利用拓扑优化方法设计了具有宽带双负折射率的二维单相各向异性弹性异向介质,并数值模拟了深亚波长尺度下的超透镜效应。我们还讨论了目标函数中的几个参数和约束条件对优化结果的影响。与以往报道的机制不同,我们的优化结构表现出新的四极或多极共振的负质量密度,负的纵向和剪切模量。此外,我们还观察到单相介质中横波的负折射现象。大多数结构可以作为各向异性的零折射率材料,在一定的频率下的纵向或横波。隐身效果的纵向和横波证明。此外,在特定的优化约束条件下,我们设计了一个超各向异性的超材料,表现出双负和双曲色散沿两个主方向,分别。我们的优化工作提供了一个强大的计算方法,在弹性超材料的负折射率工程和指导设计的其他种类的超材料,包括电磁和声学超材料。我们的优化结构的不寻常的性质可能会激发新的想法和新的应用,包括低频振动衰减,平面透镜和超声弹性波在未来。
2016-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Graph Neural Network Modeling of Grain-scale Anisotropic Elastic Behavior using Simulated and Measured Microscale Data
在这里,我们评估的适用性图神经网络(GNNs)预测晶粒尺度的弹性响应的多晶金属合金。利用GNN代理模型,预测了低固溶度高耐火(LSHR)Ni合金和Ti 7wt%Al(Ti-7Al)面心立方和六方密排合金在单轴弹性拉伸过程中的晶粒平均应力。采用迁移学习方法,其中GNN代理模型使用晶体弹性有限元法(CEFEM)模拟进行训练,然后使用训练的代理模型来预测使用高能X射线衍射显微镜(HEDM)测量的微结构的机械响应。通过与传统平均场论预测、保留的全场CEFEM数据和测量的远场HEDM数据的比较,探索了使用各种微结构和微机械描述符输入节点特征到GNN的性能。弹性各向异性对GNN模型性能的影响和展望的扩展框架进行了讨论。
2022-08-30 cond-mat.mtrl-sci
ElATools: A tool for analyzing anisotropic elastic properties of the 2D and 3D materials
我们介绍了一种计算方法和一个用户友好的代码与基于终端的图形用户界面(GUI),名为ElATools,开发分析机械和各向异性弹性性能。ElATools可以轻松分析二维(2D)和三维(3D)晶体系统的二阶弹性刚度张量。它计算和显示的主要力学性能,包括体积模量,杨氏模量,剪切模量,硬度,p波模量,通用各向异性指数,Chung-Buessem各向异性指数,对数欧几里德各向异性参数,柯西压力,泊松比,和Pugh的比率,使用三个平均方案的Voigt,Reuss和Hill。它包括来自Materials Project的在线和离线数据库,其中包含3D材料的13,000多个弹性刚度常数。该程序支持著名计算代码IRelast、IRelast 2D、ElaStic和AELAS的输出文件。集成了四种类型的绘图和可视化工具,可方便地与GNUPLOT、XMGRACE、view 3dscene和plotly库进行接口,提供对结果的即时后处理。它可以有效地识别异常的力学性能,如负线性压缩系数,负泊松比,和高度各向异性的弹性模量在2D和3D材料,这是设计和开发高性能的纳米机电设备的中心属性。六个案例研究选定的材料系统,即ZnAu $_2$(CN)$_4$,铬B $_2$,$δ$ -磷烯,Pd $_2$ O $_6$ Se $_2$单层,和GaAs,和一组假设的系统与立方对称性,以证明描述和预测能力的ElATools…
2021-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Localization of elastic deformation in strongly anisotropic, porous, linear materials with periodic microstructures: exact solutions and dilute expansions
精确解推导出的问题的二维,无限各向异性,线弹性介质包含一个周期性的晶格空隙。基体材料具有一个无限软,或一个无限硬加载方向,这诱导局部(奇异)场配置。在每种情况下,计算有效弹性模量作为孔隙率的函数。它们的稀释膨胀具有孔隙度的半整数幂,这可以与局部场模式相关。统计特性的字段,如他们的第一时刻和直方图提供,特别强调后者的奇异性。系统的行为附近的空隙紧密堆积分数也进行了研究。这项工作的结果揭示了强非线性多孔介质,最近已获得的“二阶”均匀化方法的装置,并在稀释的估计也表现出分数幂的孔隙度的相应结果。
2007-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Single-test evaluation of directional elastic properties of anisotropic structured materials
针对各向异性结构化材料弹性参数多、传统测试需多次实验的难题,提出基于虚拟场方法的单次拉伸测试识别二维6个刚度张量参数的方法,并用模拟和实验数据验证了准确性。
2023-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Fröhlich polaron effective mass and localization length in cubic materials: degenerate and anisotropic electronic bands
极化子,即与晶格形变相关的载流子,是半导体中普遍存在的准粒子,在导电性中起着重要作用。到目前为止,大多数关于所谓的大极化子的理论研究,其中晶格可以被认为是一个连续体,都集中在原始的Fröhlich模型上:一个简单的(非简并)抛物各向同性电子带耦合到一个无色散的纵向光学声子分支。Fröhlich模型允许人们理解诸如极化子形成能量、半径、有效质量和迁移率等特性。真正的立方材料,相反,有电子带极值,往往是简并或各向异性,并提出几个声子模式。在目前的工作中,我们解决这些问题。我们保留了大极化子Fröhlich模型固有的连续假设,但放弃了各向同性和非简并假设,并且还包括多个声子分支。对于极化子有效质量,工作在最低阶微扰理论,我们提供了分析结果的情况下,各向异性的电子能量色散,有两个不同的有效质量(单轴)和数值模拟的简并3带的情况下,典型的III-V和II-VI半导体价带。我们还处理强耦合极限,使用变分处理:我们提出了上述情况下的审判波函数,提供极化子半径和能量。然后,我们评估的极化子形成能量,有效质量和本地化长度使用的参数代表了十几个II-VI,III-V和氧化物半导体,电子和空穴极化子…在非简并情况下,我们比较了微扰方法和费曼路径积分方法在弱耦合极限下对极化子的刻画。
2021-09-26 cond-mat.mtrl-sci
The isotropic material closest to a given anisotropic material
最接近给定各向异性弹性张量的各向同性弹性模量使用弹性距离的三种定义来定义,标准Frobenius(欧几里德)范数,张量的黎曼距离和对数欧几里德范数。最接近的模量是唯一的黎曼和对数欧几里德规范,独立的刚度或顺应性的差异是否被认为是。最接近的体积和剪切模量的显式表达式,提出了立方材料,并描述了一种算法,找到它们的材料具有任意各向异性。该方法说明了各种材料,这是根据它们的距离各向同性的应用程序。
2005-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Doubly Degenerate Diffuse Interface Models of Anisotropic Surface Diffusion
我们扩展的双退化Cahn-Hilliard(DDCH)模型的各向同性表面扩散,产生更准确的近似比经典的退化Cahn-Hilliard(DCH)模型,各向异性的情况下。我们认为弱和强各向异性,并证明了这些情况下的数值方法的能力。该模型为各向异性表面扩散提供了一种变分和能量耗散的方法,使大规模模拟与材料特定的参数。
2020-12-16 cond-mat.mtrl-sci cs.NA math.NA
First-principles study of optical, elastic anisotropic and thermodynamic properties of TiN under high temperature and high pressure
在0 ~ 2000 K温度范围内,在0 ~ 20 GPa压力范围内,详细分析了NaCl(B1)结构中TiN的光学、弹性各向异性和热力学性质。从计算的介电常数,一阶同构相变之间的29和30 GPa的TiN。吸收光谱表现出从远红外区到紫外区的高值。TiN的杨氏模量的各向异性值小于c-BN在0 GPa和TiN的各向异性明显增加的压力的增加。体积模量、Grüneisen参数、吉布斯自由能和德拜温度受压力和温度的影响显著。TiN的Grüneisen参数远大于c-BN。在低于1000 K的温度下,TiN的热容比c-BN大得多。
2017-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Study of the acoustic and thermal response of an elastically anisotropic solid to a sub-nanosecond laser pulse in transient grating spectroscopy
Institute of Thermomechanics, Czech Academy of Sciences(捷克科学院热力学研究所);Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Czech Technical University in Prague(布拉格捷克理工大学核科学与物理工程学院)
本文基于瞬时光栅光谱学,开发了详细的有限元模型,用于分析各向异性介质中的声学和热响应,揭示超短时间尺度上的弹性特性。
2026-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Dispersion Relations and Their Symmetry Properties for Electromagnetic and Elastic Metamaterials in Two Dimensions
在多重散射理论的框架下,我们证明了某些电磁(EM)和弹性异向介质的色散关系可以在长波长范围内得到解析解。给出了具有正方形和三角形晶格的圆柱形夹杂的二维异向介质的具体例子。晶格结构在确定色散关系是否是各向同性或不明确所发挥的作用。电磁和弹性超材料之间的不同晶格依赖性也示出。在各向同性色散的情况下,我们的结果与各向同性有效介质理论之前获得的EM和弹性异向介质,分别,因此,提供了一个更基本的支持,这些理论。对于具有各向异性色散的弹性异向介质,我们的分析结果可以提供一个各向异性有效介质理论的形式Christoffel方程。在这种情况下,各向同性有效介质理论可以准确地描述角平均色散关系。讨论了各向异性色散的性质,并通过一个实际弹性超材料的数值计算进行了验证。
2009-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Elastic Properties of Flexible Metal-Organic Frameworks: How Soft are Soft Porous Crystals?
我们进行了从头计算的弹性常数的五个灵活的金属有机框架:MIL-53(铝),MIL-53(镓),MIL-47和正方形和菱形结构的DMOF-1。张量分析的弹性常数揭示了一个高度各向异性的弹性行为,一些变形方向表现出非常低的杨氏模量和剪切模量。这种各向异性可以在最刚性和最弱方向之间达到400:1的比率,与诸如M0 F-5和ZIF-8的非柔性M0 F的情况形成鲜明对比。此外,我们发现,灵活的MOFs可以显示非常大的负线性压缩性(NLC)。这些结果揭示了刺激诱导的结构转变的柔性MOFs的微观根源,通过连接材料的局部弹性行为和它的多稳定性。
2014-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
On Universal Deformations and Material Preferred Directions in Anisotropic Cauchy Elasticity
本文研究各向异性柯西弹性的通用变形问题,证明三类对称固体下超弹性与柯西弹性的通用性约束等价,明确通用变形及材料优先方向与应变能函数是否存在无关。
2025-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Acoustic Axes in Elasticity
给出了各向异性介质中弹性波简并条件的新结果。声轴的存在涉及到一个无迹对称三阶张量,它必须为零。它示出,所有以前的表示的简并条件遵循从这个声轴张量。本文用几何方法重新解释了正交、四角、六角和立方(RTHC)对称弹性晶体中声轴存在的条件。弱各向异性固体的应用进行了讨论,它表明,满足的声轴条件的各向异性的第一阶一般不符合真正的声轴。
2004-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Experimental observation of highly anisotropic elastic properties of two-dimensional black arsenic
该研究借助基于微机电系统的原位拉伸装置实验测量二维黑砷,证实其杨氏模量与极限应变具有显著面内各向异性。
2023-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic and dispersive wave propagation within strain-gradient framework
本文研究了线性应变梯度弹性中各向异性和色散波的传播。这一分析揭示了连续弹性理论的重要特征。首先,与经典弹性力学相反,波在六方晶格(手征或非手征)中的传播随着频率的增加而变得各向异性。其次,由于应变梯度弹性是分散的,群速度和能量速度必须被视为不同的量。这些点首先从理论上推导,然后在六方手性和非手性晶格上进行数值计算。使用连续体模型来描述这些微结构材料的高频行为在工程应用中可以引起极大的兴趣,使得具有复杂几何形状的问题更容易处理。
2016-03-01 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Anisotropic elastic theory of preloaded granular media
从颗粒间接触的微观弹性出发,系统地导出了静态预加载颗粒介质中应力的宏观弹性描述。假设的预加载状态和接触处的摩擦确保了晶粒间接触的网络不会因小的扰动而改变。该网络的纹理,由系统的准备设置,在二阶和四阶织物张量中编码。一个小的扰动会产生法向和切向的晶粒间力,后者会导致晶粒重新取向。这种再取向响应和增量应力用宏观应变表示。
2004-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fast algorithms for evaluating the stress field of dislocation lines in anisotropic elastic media
在位错动力学(DD)模拟中,计算量最大的步骤是计算位错系综之间的弹性相互作用力。由于位错之间的成对相互作用是长程的,因此可以通过快速多极子方法(FMM)显著加速该力计算步骤。在各向同性和各向异性弹性介质中,我们实现并比较了四种不同的方法:一种基于泰勒级数展开(Taylor FMM),一种基于球谐函数展开(Spherical FMM),一种基于Chebyshev插值(Chebyshev FMM)的核独立方法,以及一种新的核独立方法,我们称之为Lagrange FMM。Taylor FMM是一种现有的方法,用于ParaDiS,最流行的DD仿真软件之一。球形FMM采用了一个更紧凑的多极表示比泰勒FMM,因此更有效。然而,在各向异性弹性介质中,由于相互作用力复杂且没有封闭的解析公式,Taylor FMM和球面FMM都很难推导。Chebyshev FMM只需要能够评估位错之间的相互作用,因此可以很容易地应用于各向异性弹性介质。但它有一个相对较大的内存占用,这限制了它的使用。拉格朗日FMM被设计成一种节省内存的黑盒方法。各种数值实验证明了收敛性和可扩展性的四种方法。
2017-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Resonant Ultrasound Spectroscopy: Sensitivity Analysis for Anisotropic Materials with Hexagonal Symmetry
共振超声光谱(RUS)是一种用于评估弹性和非弹性材料特性的非破坏性技术。测量精心制作的样品的自由振动频率,并从中提取材料特性。在一个流行的应用中,单晶弹性的测定,结果并不总是可靠的。在某些情况下,共振频率对某些弹性常数或其线性组合的变化不敏感。以前的工作已经完成,以表征这些敏感性问题的材料与各向同性和立方对称。这项工作探讨了弹性常数测量的灵敏度与六方对称的材料,如二硼化钛的RUS方法。我们调查RUS数据的可靠性,并探讨补充测量,以获得一个准确和完整的弹性常数。
2021-08-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Extreme wave skewing and dispersion spectra of anisotropic elastic plates
本研究针对各向异性弹性板的导波色散问题,发现零群速度点附近同一模态面会因能流与波矢夹角产生最多6个色散分支,且稳相点可准确描述单晶硅板的测量结果。
2024-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Anisotropic Elastic Model for Short DNA Loops
利用能量最小化方法,在忽略熵效应的情况下,研究了弯曲各向异性对平面DNA环的影响。我们发现,各向异性的结果在多边形形状的循环和各向异性的增加,使边缘尖锐。计算这种环的能量可以让我们找到有效的持久长度作为硬刚度和软刚度的几何平均值,这与无约束长DNA的调和平均值有很大的不同。
2008-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.BM
Nonlinear Mechanical Response of DNA due to Anisotropic Bending Elasticity
考虑到由双螺旋结构引起的弯曲刚度的各向异性,研究了短DNA片段对弯曲的响应。它示出的各向异性引入一个有效的非线性扭曲弯曲耦合,可以导致形成扭结和调制的曲率和/或扭曲,这取决于弹性常数和所施加的偏转角的值。调制的典型波长,或相邻扭结之间的距离被发现是由DNA间距的一半。
2002-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.BM
Water wave scattering by a surface-mounted rectangular anisotropic elastic plate
University of Newcastle(纽卡斯尔大学);Adelaide University(阿德莱德大学);Queensland University of Technology(昆士兰科技大学)
本文研究了表面安装各向异性弹性板对水波的散射问题,通过弹性板干燥模式展开和边界积分方程求解,揭示了不同激励条件下板的共振响应及对称性对模式激发的影响。
2026-01-22 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph physics.flu-dyn
Standardized compliance matrixes for general anisotropic materials and a simple measure of anisotropy degree based on shear-extension coupling coefficient
一般各向异性材料的柔度矩阵通常是在任意选取的坐标系中表示的,这给识别独立的弹性材料常数和比较不同材料的弹性性能带来了混乱或不便。本文建立了一个唯一的基于最大刚度方向的标准化柔度矩阵,并给出了18个独立的弹性材料常数。在寻找最大刚度方向的过程中,从理论分析和实例中发现,拉伸刚度各向同性的材料并不一定具有各向同性的弹性。因此,最大和最小抗拉刚度之间的比率不是各向异性程度的正确度量。另外,一个简单而正确的措施的各向异性程度的基础上最大的剪切拉伸耦合系数在所有方向上提出。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Highly Anisotropic Elastic Properties of Suspended Black Arsenic Nanoribbons
本文通过原子力显微镜纳米压痕实验首次系统测量了悬浮黑砷纳米带的弹性质,发现其杨氏模量沿锯齿形和扶手椅形方向分别为72.2±5.4和44.3±1.4 GPa,各向异性比约1.6,为二维各向异性纳米材料的应用奠定基础。
2023-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A new class of plastic flow evolution equations for anisotropic multiplicative elastoplasticity based on the notion of a corrector elastic strain rate
本文提出了一种新的大应变各向异性弹塑性理论框架。新框架具有以下特点:(1)它对非中等大应变是有效的,(2)它对弹性和塑性各向异性都是有效的,(3)它在速率形式上的描述与无穷小形式的描述是平行的,(4)它与乘法分解是相容的,(5)在任何应力-应变功-共轭对中得到类似的框架,(6)它符合最大塑性耗散原理;(7)对塑性自旋不作任何限制,必须作为独立的本构方程给出。此外,当在中间配置中用对数应变公式表示时:(8)它可以很容易地使用经典的后向欧拉规则进行积分,从而导致附加更新。所有这些性质得到简单地考虑塑性演化的校正率的适当的弹性应变。该公式为金属和软材料的弹塑性提供了一个自然的框架,并解决了所谓的速率问题。
2016-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Micromechanics and dislocation theory in anisotropic elasticity
在这项工作中,位错主方程的各向异性材料的核函数推导出使用的框架内的细观力学。在广义函数的意义下计算各向异性格林张量的二阶导数,并将其分解为一个$1/R^3$ -项和一个Dirac $δ$ -项之和.第一项是所谓的“Barnett项”,后者对于作为Navier方程基本解的格林张量的定义是重要的。此外,所有的位错主方程指定Somigliana位错与应用程序的三维裂纹建模。此外,内部Eshelby张量的球形夹杂在各向异性材料导出的单位圆上的线积分。
2016-08-01 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Effective Willis constitutive equations for periodically stratified anisotropic elastic media
提出了一种推导周期层状弹性介质齐次有效本构方程的方法。该方法的关键和新颖的思想是,动态有效介质的系数可以与传播子在单位周期内的矩阵对数相关联。有效的齐次方程具有威利斯材料的结构,其特征在于各向异性的惯性和动量和应变之间的耦合,除了有效的弹性常数。给出了Willis材料参数的表达式,只要矩阵对数定义良好,这些参数在任何频率和水平波数下都是形式上有效的。一般理论说明使用标量SH运动的例子。低频,长波长的扩展的有效材料参数也开发使用马格努斯系列和明确的估计的收敛速度。
2010-12-26 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Ultrasonic characterization of generally anisotropic elasticity implementing optimal zeroth-order elastic bounds and a wave-fitting approach
本文提出一种超声波goniometry方法,通过扫描球坐标系来传输波,利用平面波模型和最优零阶弹性界,实现对各向异性材料的高效表征。
2026-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Study of axial strain induced torsion of single wall carbon nanotubes by 2D continuum anharmonic anisotropic elastic model
最近的分子动力学模拟发现,手性单壁碳纳米管(SWNTs)在拉伸过程中发生扭曲,这类似于螺旋的运动。显然,这种现象是一种曲率-手征效应,不能用通常的单壁碳纳米管各向同性弹性理论来解释。更有趣的是,随着较大的轴向应变(屈曲前),轴向应变诱导扭转(a-SIT)表现出轴向拉伸和压缩应变的不对称行为,这表明单壁碳纳米管的非谐弹性在真正的a-SIT响应中起着重要的作用。为了研究具有实际尺寸的手性单壁碳纳米管的a-SIT,避免由于有限尺寸效应可能导致的计算机模拟结果的偏差,我们提出了一个二维解析连续模型,该模型可以用来描述任意手性、曲率和长度的单壁碳纳米管,考虑了单壁碳纳米管的各向异性和非谐弹性。本模型的弹性能来自于基于第二代反应经验键级势(REBO-II)的晶格能的连续极限,该第二代反应经验键级势是固体碳的公认经验势。我们的模型没有可调的参数,除了那些在REBO-II,模型中的所有系数可以解析计算。利用我们的方法,我们获得了任意半径,手性和手性的单壁碳纳米管的a-SIT响应。我们的结果是在合理的协议与最近的分子动力学模拟。[Liang { \it et.等人,Phys. Rev. Lett,${\bf 96}$,165501(2006).]我们的方法也可以用来计算其他曲率手征依赖的单壁碳纳米管的非谐力学响应。
2009-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stability of a strongly anisotropic thin epitaxial film in a wetting interaction with elastic substrate
由Levine等人的Phys.Rev.B75,205312(2007)导出的长波表面扰动的线性色散关系被扩展为包括具有可变各向异性强度(从弱到强,使得在相应的Wulff形状上出现尖角和稍微弯曲的小平面)的平滑表面能各向异性函数。通过详细的参数研究表明,润湿相互作用和强各向异性的组合,甚至润湿相互作用单独导致复杂的线性稳定性特征的应变和非应变膜。PACS:68.55.J,膜的形态学; 81.15.Aa,膜生长的理论和模型; 81.16.Dn,自组装。
2011-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.AO
Beating resonance patterns and extreme power flux skewing in anisotropic elastic plates
通过激光超声实验研究单晶硅板中的弹性波,发现功率通量与波矢量正交的波及八个零群速度模式,揭示了时间滤波效应导致的拍共振图样。
2024-01-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.class-ph
Dynamic anti-plane sliding of dissimilar anisotropic linear elastic solids
本文研究了两种不同的各向异性线弹性固体之间的平面界面上的定常、动态、反平面滑移的稳定性。假定固体具有垂直于滑移方向的对称平面,使得滑移面上不发生面内位移和正应力变化。在界面处的摩擦被假定为遵循速率和状态依赖的规律,在稳态下具有速度弱化行为。本文研究了空间扰动exp(ikx_1)的稳定性,其中k是波数,x_1是沿界面的坐标。临界波数幅值|k| _cr,在此之上有稳定性和相应的相速度,c,中性稳定模式的稳定性分析。数值图显示的依赖性|k| _cr和c的未扰动滑动速度,V_o,提供了各种双材料组合的实际利益。
2008-10-11 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Elastodynamics of radially inhomogeneous spherically anisotropic elastic materials in the Stroh formalism
本文提出了一种求解径向非均匀球各向异性弹性材料弹性动力学问题的方法,即材料,使得$c_{ijkl}= c_{ijkl}(r)$在球坐标系${r,θ,ϕ}$中。时谐位移场$\mathbf{u}(r,θ,ϕ)$以分离变量形式展开,依赖于由振幅依赖于$r$的矢量球谐函数描述的$θ,ϕ$.证明了只有当球面各向异性被限制为横观各向同性且主轴在径向时,这种分离变量解才是可能的,此时振幅由一阶常微分方程组确定.位移场的限制形式,如$\mathbf{u}(r,θ)$,允许这种类型的分离变量的解决方案,为某些较低的材料对称性。这些结果将矩形和圆柱系统弹性动力学的Stroh形式推广到球坐标系。
2011-09-13 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Graded anisotropic metamaterials for elastic wave mode conversion
California Institute of Technology(加州理工学院);Intel Corporation(英特尔公司)
本研究提出利用二维功能梯度各向异性超材料实现弹性波纵向-剪切模式转换,通过梯度设计和有限元分析验证了在高频范围内的高效转换性能。
2026-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Anisotropic suppression of hyperuniformity of elastic systems in media with planar disorder
无序超均匀材料由于其独特的物理性质而引起人们的关注。在这些系统中,大规模的密度波动被强烈抑制,就像在完美的晶体中一样,即使系统可以像液体一样无序。然而,超均匀性可能受到不同类型的淬火无序的影响,这些无序可避免地存在于成分成核的主体介质中。在这里,我们使用涡旋物质在超导体作为一个模型的弹性系统,研究如何平面相关的障碍影响,否则超均匀结构成核的样品与薄弱点无序。缺陷平面以各向异性的方式抑制超均匀性:虽然在缺陷的横向方向上,长波长密度波动是非零的,但在纵向方向上,它们较小,并且系统最终可以恢复足够厚的样品的超均匀性。我们的研究结果强调,需要考虑的性质的混乱和厚度依赖的尺寸交叉在寻找新的超均匀材料。
2022-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Elastic interactions of active cells with soft materials
锚定依赖性细胞通过其收缩机制收集有关环境机械特性的信息,并使用这些信息来定位和定向自己。由于探测过程是各向异性的,在主动机械传感过程中的细胞力模式可以建模为各向异性力收缩偶极子。它们的形成取决于环境的机械性能,包括弹性刚度和预应变。在有限尺寸的样品中,它还取决于样品的几何形状和通过图像应变场的边界条件。我们讨论了活跃的细胞与弹性环境的相互作用,并将其与物理力偶极子的情况进行比较。尽管有明显的差异,但这两种情况都可以在同一理论框架中描述。精确求解了不同几何形状(全空间、半空间和球体)和不同边界条件下各向异性力收缩偶极子的弹性方程。这些结果,然后用于预测最佳的位置和方向的力学传感细胞在软材料。
2003-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.CB
Adhesion-induced fingering instabilities in thin elastic films under strain
在这项研究中,薄的弹性薄膜支撑在刚性基板上接触到一个球形玻璃压头。在接触时,粘合剂指状物以特征波长出现在接触片的周边。在接触开始之前,弹性膜也沿一个轴预应变,导致指状图案变得各向异性并与施加应变的轴对齐。这种从各向同性到各向异性图案化的过渡的特征在于定量和一个简单的模型来理解的各向异性的起源。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft