Structural Relaxation Time and Dynamic Shear Modulus of Glassy Graphene
我们从理论上研究了玻璃态石墨烯在较宽温度范围内的玻璃化转变行为，其中这种无定形石墨烯被描述为硬球流体。一个粒子的动力学捕获，可能是由它与最近的邻居和周围的流体粒子的相互作用引起的。这个假设使我们能够分析局部和集体粒子流动性的作用。我们计算的结构弛豫时间和动态剪切模量，动态脆性，和玻璃化转变温度的温度依赖性。此外，还对这些物理量之间的相关性进行了全面的讨论。我们的理论计算同意定量以及最近的模拟和Dyre的推模型。
2020-03-10 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
Identifying non-affine softening modes in glassy polymer networks: A pathway to chemical design
使用分子模拟和理论，我们开发了一个明确的映射的贡献的分子松弛模式在玻璃热固性材料的剪切模量，其中的松弛通过改变侧基的极性调谐。具体地说，在域，链段，单体和原子水平的运动是从分子动力学快照，并直接与粘弹性通过一个框架的基础上的晶格动力学的非晶态固体。这种独特的方法提供了直接洞察化学基团在应激反应中的作用，包括力学过程中松弛的时间尺度和空间范围。研究了具有不同浓度极性侧基的两种热固性网络，二环戊二烯（DCPD）和5-异戊烯-2-甲醇（NBOH）。机器学习方法被发现是有效的量化大规模的相关运动，而更多的本地化学弛豫很容易识别直接检查。该方法具有广泛的适用性，能够快速预测任何玻璃的频率依赖性模量。
2019-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Evolution of entanglements during the response to a uniaxial deformation of lamellar triblock copolymers and polymer glasses
采用粗粒分子动力学模拟，研究了层状结构下苯乙烯-（嵌段）-丁二烯-（嵌段）-苯乙烯（SBS）三嵌段共聚物在玻璃态（S）/橡胶态（B）交替层结构变形时相互缠结的演化.通过改变每个阶段之间的循环链的数量，即非交叉链，可以生成不同类型的S/B接口定义。一个特定的边界驱动拉伸应变协议已被开发，以模仿“真正的”实验和测量的应力-应变曲线。相同的协议也适用于一个参考状态，包括在一个定向玻璃态均聚物，以及各向同性玻璃态聚合物。在整个变形过程中，从未变形的样品的初始相互纠缠的演变进行了监测。它示出了所有考虑的系统，初始缠结主要参与的应力-应变曲线的预屈服制度，该网络在应变硬化制度脱粘。对于具有非零交叉链的三嵌段，交叉链的数量越少，初始纠缠网络在后屈服区的记忆效应越长。在飞行中的纠缠分布，离开postyield政权，描绘记忆效应和长时间的相关性在应变硬化制度。对于三嵌段，环链加强了这些效果。
2011-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Enhanced Elasticity and Soft Glassy Rheology of a Smectic in a Random Porous Environment
本文报道了液晶辛基氰基联苯（8 CB）在气溶胶凝胶中的频率依赖剪切模量（$G^*(ω)=G'(ω)+iG''(ω)$）的研究。随着近晶序的开始，$G'$随着温度的降低近似线性地增长，达到超过纯8CB的值三个数量级以上的值。在低温下的模量具有幂律分量，$G^*(ω) \sim ω^α$，其指数$α$随着凝胶密度的增加而接近零。$G'$的振幅及其随温度和凝胶密度的变化表明，低温响应是由近晶中的密集的缺陷群所主导的。相比之下，当8CB是各向同性或均质时，模量由胶体凝胶的弹性行为控制。
2005-02-18 cond-mat.soft
A Model for Aging under Deformation Field, Residual Stresses and Strains in Soft Glassy Materials
提出了一个模型，认为在一个软的玻璃质材料中的老化和年轻化分别减少和增加的自由能。老化项由特征弛豫时间的倒数加权，表明组分的更大流动性诱导材料中的更快老化。弛豫时间对自由能的依赖关系，提出了在静态条件下，导致幂律依赖的弛豫时间的等待时间的实验观察。该模型考虑了两种情况，即当老化是熵控制的常数模量和时间依赖的模量。在前一种和后一种情况下，模型分别有两个和三个实验测量的参数，是物理意义。总体而言，该模型预测了材料如何经历老化，并在变形场的应用下接近再生状态。特别是模型提出了不同的参数组合的各种流变效应之间的区别。有趣的是，当弛豫时间演变强于线性时，该模型预测在软玻璃材料中观察到的各种特征，如触变性和恒定屈服应力，触变性剪切带，以及残余应力和应变的存在。
2015-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dewetting of Glassy Polymer Films
本文研究了幂硬化粘塑性固体薄膜（屈服应力~ [应变率]^n）中孔洞生长的动力学和形貌。在短时间内，增长是指数的，并取决于初始孔的大小。当n > 1/3时，在长时间内，增长是指数增长，但指数不同。然而，当n < 1/3时，空穴的生长速度减慢;当时间趋于无穷大时，空穴半径接近一个渐近值。边缘形状是高度不对称的，其高度与孔半径具有幂律依赖性（对于0.25 < n < 0.4，指数接近于1）。上述结果解释了Reiter，Phys. Rev. Lett，87，186 - 101（2001）最近的有趣实验。
2002-02-11 cond-mat.soft
Soft glassy materials with tunable extensibility
本文提出一种软玻璃态微凝胶与高分子量线性聚合物混合的模型材料，建立了剪切与拉伸流变设计准则，实现了在几乎不改变剪切屈服应力和弹性模量的情况下大幅调控拉伸性。
2023-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rheology of Hard Glassy Materials
玻璃状固体可在变形时经历流化（屈服）转变，由此材料开始塑性流动。这是一个争论的问题，这个过程是否是由一个特定的时间尺度，从不同的竞争松弛/动力学过程。在这里，笼松弛的两个本构模型内的非仿射弹塑性微观模型进行检查。一种（广泛使用的）本构模型暗示，总体松弛速率由结构（$α$）松弛速率和剪切诱导松弛速率之间的最快速率主导。一个不同的模型在这里制定，而不是，假设最慢的（全球）松弛过程控制的整体松弛。我们发现，第一个模型是不兼容的存在有限的弹性剪切模量准静态（低频）变形，而第二个模型是能够描述所有的关键功能的变形的“硬”玻璃固体，包括屈服过渡，非仿射到仿射平台交叉，和率硬化的模量。所提出的框架提供了一个可操作的方式来区分“软”玻璃和“硬”玻璃的基础上的剪切速率依赖的结构弛豫时间。
2020-06-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Glassy interphases reinforce elastomeric nanocomposites by enhancing percolation-driven volume expansion under strain
本研究通过分子动力学模拟揭示玻璃态颗粒壳层通过放大填料与弹性体网络的体积竞争效应增强材料韧性，建立了填充弹性体低应变增强的统一理论并提出新设计原则。
2025-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Deformation and failure maps for PMMA in uniaxial tension
单轴拉伸试验是在玻璃化转变附近的温度范围内和超过二十年的应变速率下对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等级进行的。变形映射构造杨氏模量，流动强度，和破坏应变作为温度的函数，选定的应变率。的玻璃态，玻璃化转变和橡胶态的制度被确定，和本构关系被校准的模量和流动强度在每个政权。
2019-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Viscoelastic shear stress relaxation in two-dimensional glass forming liquids
二维玻璃形成流体的平移动力学强烈地受到由D。Mermin和H.瓦格纳作为这些波动的结果，玻璃态动力学的特征，如平台的均方位移和自中间散射函数，是不存在的两个维度。与此相反，Mermin-Wagner波动不影响取向弛豫和发达的高原观察取向关联函数。有人建议，通过监测粒子相对于其邻居的平移运动，可以恢复玻璃态动力学的特征，从而从二维玻璃化转变中解开Mermin-Wagner波动。在这里，我们使用分子动力学模拟研究粘弹性松弛在二维和三维。我们发现不同的行为的动态模量低于发病缓慢的动态（由取向或笼相对关联函数）在二维和三维。二维过冷流体的动态模量比三维过冷流体更拉伸，它不表现出平台，这意味着没有玻璃粘弹性松弛。在较低的温度下，二维动态模量开始表现出一个中间的时间平台和衰减类似的三维动态模量。二维和三维玻璃形成流体的玻璃化行为的差异平行于二维和三维有序方案的差异。
2018-08-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Parameter-free predictions of the viscoelastic response of glassy polymers from non-affine lattice dynamics
我们研究了无定形聚合物的粘弹性响应的理论和模拟。通过考虑内应力和考虑非热非仿射理论中的瞬时简正模（INMs），我们对聚合物玻璃在非零温度下的粗粒度模拟中获得的动态粘弹性模量进行了无参数预测。理论结果表明，非常好的对应关系与流变学数据收集的分子动力学模拟超过五个数量级的频率，与一些不稳定性，积累在低频部分的玻璃化转变的方法。这些结果提供的证据表明，机械玻璃化转变本身是连续的，因此代表一个交叉，而不是一个真正的相变。在玻璃化转变温度范围内的低频储能模量的相对急剧下降可以在所提出的理论内机械地解释：低本征频率振动激发（玻色子峰和接近零的能量激发）的扩散直接导致储能模量的负非仿射贡献的快速增长。
2018-09-05 cond-mat.soft
Network approach towards understanding the crazing in glassy amorphous polymers
我们用分子动力学模拟了长链无定形玻璃态聚合物，研究了银纹化的变形机制和相关的空穴统计。范德华相互作用和链之间的缠结构成的聚合物银纹中起着至关重要的作用。因此，我们从分子动力学模拟中提取的聚合物构型重建了两个基本的加权网络，即范德华网络和纠缠网络。随后，我们进行了图论分析的两个重建网络，揭示他们在聚合物银纹化中所发挥的作用。我们的分析通过范德瓦尔斯网络和纠缠网络的网络测量的特定趋势捕获了开裂的各个阶段。为了进一步证实网络分析的有效性，在解开聚合物的银纹的基本物理，我们已经对比了范德瓦尔斯网络和缠结网络的应力-应变行为和变形过程中的空隙统计网络措施的趋势。我们发现范德瓦尔斯网络在银纹的形成和生长过程中起着至关重要的作用。虽然，纠缠网络被发现保持其结构在银纹引发阶段，它被发现逐渐减弱，并经历动态变化，在硬化和故障阶段的银纹现象。我们的工作证明了网络理论在量化聚合物银纹的基本物理过程中的实用性，并拓宽了网络科学在不同聚合物变形机制表征中的应用范围。
2017-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Identification of the true elastic modulus of high density polyethylene from tensile tests using an appropriate reduced model of the elastoviscoplastic behavior
材料的流变参数在工业上是根据国际标准器确定的，这些标准通常是基于广泛的技术和可靠的估计方法建立的。关于固体聚合物和拉伸试验中杨氏模量的测定，ISO 527-1或ASTM D 638标准依赖于缺乏科学内容的协议：在给定的伸长率范围内，测定拟合应力-应变曲线的常规定义直线的斜率。本文介绍的方法，允许在拉伸试验中的聚合物的瞬时弹性模量的正确测量。它基于使用适当的简化模型来描述材料的行为。该模型是一个虚拟的框架，并允许再现HDPE聚合物的行为，直到大应变，覆盖弹粘塑性和硬化制度。在工程科学中的参数估计的既定原则被用来建立识别程序。它将被证明，只有三个参数是必要的模型实验拉伸信号：瞬时（“杨氏”）模量，线性分布（用通用形状描述）和加工硬化模量的最大弛豫时间来描述“放松”状态。本文最后对方法进行了评估。我们的瞬时模量测量的结果进行了比较与其他物理实验在不同的时间和长度尺度上操作。
2012-06-19 cond-mat.soft physics.class-ph
Thermally Activated Asymmetric Structural Recovery in a Soft Glassy Nano-Clay Suspension
在这项工作中，我们研究了结构恢复的软玻璃Laponite悬浮液通过监测等温条件下的弹性模量的时间演变，以及以下步骤的温度跳跃。有趣的是，在等温条件下的演化行为表明的速率，而不是结构恢复的路径，是依赖于温度。然而，在温度跳跃条件下进行的实验追踪了不同的结构恢复路径，其显示出对温度和变化方向的强烈依赖性。对系统的进一步研究表明，这种行为可以归因于在温度变化时与Laponite颗粒相关的抗衡离子的受限迁移率，这不允许抗衡离子浓度达到与变化的温度相关的平衡值。有趣的是，观察到这种效应与其他玻璃质分子和软材料相当，这些材料在等温条件下以自相似的方式演化，但在温度变化时表现出不对称行为。
2013-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear-Transformation-Zone Theory of Linear Glassy Dynamics
我们提出了一个线性化的剪切转变区（STZ）理论的玻璃动力学中，内部STZ过渡率的特点是广泛分布的激活障碍。对于缓慢老化或完全老化的系统，势垒高度分布的主要特征由有效温度和构型自由度的其他近平衡性质决定。我们的理论解释了在结构玻璃和软玻璃材料如胶体悬浮液中观察到的宽范围的弛豫速率。我们发现，频率相关的损耗模量不只是麦克斯韦模式的叠加。相反，它表现出一个$α$峰附近的粘性弛豫速率上升，几乎堵塞，玻璃状系统，延伸到更高的频率，根据实验观察。我们也用这个理论来计算一段时间的大，持续变形，然后突然卸载后的应变恢复。我们发现，应变恢复是由初始势垒高度分布的一部分，但真正的结构老化也发生在这个过程中，并确定系统的响应随后的扰动。特别是，我们发现，通过与实验数据的比较，初始变形产生一个高度无序的状态与大量的低激活障碍，这种状态的松弛迅速向一个分布为主的近平衡分析预测的高障碍。障碍高度分布的非平衡动力学是本文提出和未解决的问题中最重要的。
2011-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The relation between stretched-exponential relaxation and the vibrational density of states in glassy disordered systems
已知非晶态固体或玻璃在它们的几个宏观可观测量中在宽的时间间隔上表现出拉伸指数衰减：中间散射函数、介电弛豫模量、时间弹性模量等。在这封信中，我们表明，介电弛豫的例子，拉伸指数弛豫密切相关的玻璃特有的晶格动力学。通过重新制定的洛伦兹模型的介电物质在一个更一般的形式，我们表示的介电响应作为一个函数的振动态密度（DOS）的随机组装的球形粒子与他们最近的邻居和谐地相互作用。令人惊讶的是，我们发现，接近玻璃化转变的这个系统（这符合麦克斯韦刚性转变），介电弛豫是完全一致的拉伸指数行为与Kohlrausch指数$0.56 < β< 0.65$，这是在大多数实验系统中测量指数的范围。最重要的是，拉伸指数弛豫的根本原因可以追溯到DOS中的软模式（玻色子峰）。
2017-01-18 cond-mat.dis-nn 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
Composition-dependent nonlinear viscoelastic-viscoplastic behavior and constitutive framework for digitally mixed polymers spanning the glass transition
Department of Mechanical Engineering, Columbia University（哥伦比亚大学机械工程系）
该研究针对PolyJet打印的Agilus与Vero数字混合聚合物，建立统一本构模型，捕捉其组分依赖的非线性粘弹粘塑性行为，可预测未校准混合物响应，为多材料结构设计提供基础。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glassy state of native collagen fibril
我们的微观力学实验表明，在生理温度下，I型胶原纤维具有玻璃态的几个基本特征。从该状态的转变[软化转变]基本上取决于加热速度v，例如，对于v=1 ℃/min，它发生在70 ℃左右，并由内摩擦的峰值和降低的杨氏模量显示。当加热速度降低到v=0.1 C/min时，软化转变降低45 C。对于20-30 C的温度，天然胶原原纤维在振荡频率0.1-3 kHz下表现出机械玻璃纸的特征;特别是，内部摩擦具有作为频率的函数的尖锐最大值。这是生物聚合物玻璃纸在生理温度下的第一个例子，因为众所周知的DNA和球状蛋白质的玻璃状特征只在低得多的温度（约200 K）下才能看到。
2010-11-04 cond-mat.soft q-bio.BM
Influence of ensemble boundary conditions (thermostat and barostat) on the deformation of amorphous polyethylene by molecular dynamics
分子动力学模拟正越来越多地被用于研究聚合物在机械变形过程中的结构演变，但相对较少的研究集中在边界条件对这种演变的影响，特别是在变形过程中通过周期性边界的热和压力的耗散。本文的研究探讨了无定形聚乙烯的拉伸变形，建模与一个统一的原子方法的潜力，是如何影响的热量和压力耗散。压力耗散的情况下（单轴拉伸）的应力-应变曲线与实验定性一致，并表明散热有很大的影响应变硬化模量计算的分子动力学模拟。与粘结和非粘结项相关的能量的演变被量化为应变的函数以及加载和非加载方向上的应力的演变，以了解应力状态如何在弹性、屈服、应变软化和应变硬化区域内改变。应力分配显示了“拉伸”范德华相互作用和“压缩”键拉伸力之间的竞争，与特征屈服应力峰值明显与非粘结应力。缺乏散热对应变硬化制度的影响最大，其中计算温度的增加与加载方向上更快的链对齐和更快的构象变化相关。在某种程度上，这些观察结果表明，热量和压力耗散的作用，无定形聚合物的变形特性，特别是应变硬化制度。
2013-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rheological constitutive equation for model of soft glassy materials
我们精确地求解并详细地描述了泡沫、乳状液、泥浆等的低频剪切流变学的简化标量模型。Lequeux，P. Hebraud，M. E. Cates，Phys. Rev. Lett. 78，2020（1997）]。该模型将这种“软玻璃质材料”流变学的相似性归因于结构无序和亚稳性的共同特征。通过关注介观元素的动力学，它保留了一个通用的字符。相互作用由平均场噪声温度x表示，玻璃化转变发生在x=1（以适当的单位表示）。该模型的精确解采用将应力与应变历史相关联的本构方程的形式，从该本构方程可以导出所有流变性质。对于线性响应，我们发现储能模量G'和损耗模量G“都随频率ω^{x-1}（1<x<2）变化，在玻璃化转变附近变得平坦。在玻璃相，老化的模量预测。稳态剪切流动曲线显示x<2的幂律流体行为，玻璃相中具有非零屈服应力; Cox-Merz规则在该非牛顿状态下不成立。单阶和双阶应变进一步探讨了模型的非线性行为，这是不能很好地表示的BKZ关系。最后，我们考虑在有限应变幅γ下G'和G“的测量。在玻璃化转变附近，随着应变扫描中γ的增加，G“呈现最大值。由于非线性效应，它的值可能会被严重高估，即使当应力响应非常接近谐波时也会出现这种效应。在最大应变γ_c处，测量仍能探测到线性响应，这一点与频率无关。
1998-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of nematic ordering on the elasticity and yielding in disordered polymeric solids
用分子动力学模拟研究了聚合物固体模型的弹性与屈服之间的关系。通过改变链的弯曲刚度和键长，得到了具有键无序的半结晶和无序玻璃态聚合物，以及具有键有序的半结晶玻璃态聚合物。发现在键无序系统中，剪切屈服强度Ty与剪切模量G之比Ty/G接近于原子金属玻璃的普适值。在玻璃中的局部有序的增加导致的剪切模量的增加和剪切屈服强度的降低，如在实验中观察到的热固性塑料。随后减少的比例Ty/G的每单体应力的分布方面提供了一个尝试性的解释。
2018-11-16 cond-mat.soft
Atomistic Framework for Glassy Polymer Viscoelasticity Across Twenty Frequency Decades
University of Milan（米兰大学）；University of Göttingen（哥廷根大学）；Graz University of Technology（格拉茨工业大学）；Polymer Competence Center Leoben GmbH（莱奥本聚合物能力中心有限公司）；US Army DEVCOM Army Research Laboratory（美国陆军DEVCOM陆军研究实验室）
本文提出了一种原子框架，用于在二十个频率十倍范围内表征玻璃态聚合物的粘弹性行为，通过结合广义兰格方程和时间依赖记忆核，实现了多尺度的粘弹性响应分析。
2026-03-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A Continuum Theory of Dynamically Loaded Polymers
提出了动态加载玻璃态聚合物的热力连续理论。该理论是基于亥姆霍兹自由能的一个分析，其中的偏量和体积的自由能的贡献是速率依赖的。自由能是完全速率相关的要求产生于需要对在准静态应用中发现的那些条件与在高速率冲击加载场景中常见的那些条件之间的全范围条件进行建模。使用一个纯粹的平衡状态方程被发现是不够的。由此产生的模型，称为玻璃状无定形聚合物（GAP）模型，适当地捕捉到的热机械行为的平衡属性，但也像冲击Hugoniot高速率现象。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）被用作代表性聚合物，因为它是已经进行了足够的实验以确定GAP模型所需的许多参数的少数聚合物之一。GAP模型的一个重要部分是分级流动应力（HFS）模型，该模型被证明可以准确地表示PMMA在广泛的应变速率和温度范围内的应力-应变行为。的HFS模型复制的应力平台，软化和硬化行为中观察到的玻璃态无定形聚合物的细节。该理论不限于等温条件。分析致力于与非平衡状态方程（EOS）的几个问题。由于数据不足以完全确定模型的非平衡状态方程，提出了几个合理的条件，称为准平衡假设，以完成模型。在宽范围的加载速率和条件下的实验和理论结果的比较报告。
2012-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear Stress Build-up Under Constant Strain Conditions in Soft Glassy Materials
本研究探讨了黏土分散体和硅胶在恒定应变下的反常剪切应力累积行为，发现其与超老化动力学相关，并提出线性Maxwell模型定性预测了该现象。
2025-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Nonlinear response theory for Markov processes: Simple models for glassy relaxation
本文用格林函数的含时微扰理论建立了服从主方程的马尔可夫过程的非线性响应理论，并给出了外场中三阶以下响应函数的一般表达式。计算了非对称双势阱中偶极重取向模型的非线性响应，该模型是介电谱领域的标准模型。静态非线性响应是有限的，除了由不对称值确定的特定温度$T_0$。在$T_0$附近的窄温度范围内，频率依赖的三次响应的模量在弛豫速率的量级上的频率处显示出峰值，并且对于低频和高频都消失。在静态响应有限（低于和高于$T_0$）的温度下，发现模量在高频下从静态极限单调衰减到零。此外，计算结果与高斯态密度的陷阱模型。在这种情况下，三次响应取决于所考虑的特定动力学变量，也取决于外部场与模型动力学耦合的方式。特别是，一组不同的动力学变量被认为是引起相同的形状的线性磁化率和不同的温度依赖性的弛豫时间。然而，发现非线性响应函数的频率依赖性强烈地依赖于变量的特定选择。讨论的背景下，最近的理论和实验结果有关的非线性响应的过冷液体和玻璃。
2012-03-08 cond-mat.soft
Physical phenomena during nanoindentation deformation of amorphous glassy polymers
本文通过原位纳米压痕与扫描探针显微镜研究非晶玻璃态聚合物的黏弹塑性变形现象，提出适配 Berkovich 压痕的分析框架，分离黏弹性贡献并解释硬度与模量趋势。
2024-09-06 cond-mat.soft
Discontinuous shear modulus determines the glass transition temperature
固体-无定形或结晶-由有限的剪切模量定义，而流体缺乏这种剪切模量。因此，我们实验研究的弹性性质的胶态玻璃前体附近的玻璃化转变：振动激发光谱产生的纵向和横向声子在玻璃态的色散关系。从色散关系的长波长极限，我们提取的体积和剪切模量。正如预期的那样，后者消失在流体中，我们测量一个明确解决的不连续行为的弹性模量在玻璃化转变。这不仅决定了系统的转变温度T_G，而且直接解决了最近关于玻璃化过程中弹性的讨论。我们表明，在我们的系统中的低频激励是平面波，连续弹性理论可以用来描述的宏观行为。
2015-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure and rheology of suspensions of spherical strain-hardening capsules
我们研究了加工硬化球形胶囊的流变学，从稀到浓的制度下的约束剪切流，使用三维数值模拟。我们考虑了毛细管数、体积分数和膜不可伸展性对颗粒变形和有效悬浮粘度以及悬浮液法向应力差的影响。悬浮液显示剪切稀化行为，这是软颗粒如乳液液滴、囊泡、应变软化胶囊和红细胞的特征。我们发现，膜的不可伸展性对流变性起着重要的作用，几乎可以抑制剪切变稀。对于浓悬浮液的膜的不可扩展性上的正常应力差的非单调依赖性被观察到，反映了类似的行为的颗粒形状。相反，有效悬浮液粘度增长并最终饱和，达到非常大的不可扩展性，接近固体颗粒极限。从本质上讲，我们的研究结果表明，加工硬化胶囊共享的流变学特性取决于面积膨胀剪切弹性模量的比例与软颗粒和固体颗粒。此外，悬浮液粘度表现出一个普遍的行为，由毛细管数和膜的不可扩展性所定义的参数空间，当引入颗粒的几何形状的变化在稳态的体积分数的定义。
2020-11-06 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Finite compressibility and strain hardening in elasto-plastic models of amorphous matter
Northeastern University（东北大学）；ESPCI Paris, PSL University, Sorbonne Université, Université Paris Cité（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）
研究了非晶物质的非晶弹性-塑性模型，探讨了不同压缩模量与剪切模量比对循环剪切和前进稳态剪切的影响，揭示了应变硬化行为与Eshelby背应力的关系。
2026-03-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Connecting anomalous elasticity and sub-Arrhenius structural dynamics in a cell-based model
本研究探讨了2D Voronoi模型中亚阿伦尼乌斯结构动力学与反常弹性的关系，发现其弹性模量随温度单调增加，且平台剪切模量$G_p$调制细胞重排的能量势垒，推测欠约束系统可能产生新的“超强”玻璃形成体。
2024-09-27 cond-mat.soft
Glass elasticity from particle trajectories
使用位置数据从视频显微镜的二维胶体系统和硬盘的模拟，我们确定波矢量依赖的正常模式弹性常数在过冷流体和玻璃态，分别。阐明了在非晶态固体中刚性的出现和位移场的存在。在长波长的极限下，采用连续弹性理论分析了该非晶体系的体积模量和剪切模量随温度的变化关系。在冷却时有限静态剪切模量的开始标志着流体/固体转变。这提供了以直观和精确的方式确定玻璃化转变温度$T_g$的机会。
2012-10-02 cond-mat.soft
Softening and Yielding of Soft Glassy Materials
固体变形和流体流动，但软玻璃质材料，如乳液，泡沫，悬浮液和糊状物，表现出固体和液体状行为的复杂混合。虽然已经取得了很大的进展，了解他们的弹性（小应变）和流动（无限应变）的性质，这种理解是缺乏的软化和屈服现象，连接这些渐近制度。在这里，我们提出了一个全面的框架软化和屈服的软玻璃质材料，振荡流变试验的广泛的数值模拟的基础上，并显示两个不同的情况下展开取决于材料的堆积密度。对于致密系统，存在单一的、与压力无关的应变，其中弹性模量下降并且颗粒运动变得扩散。相比之下，对于弱堵塞系统，出现两个步骤的过程：在中间软化应变，弹性模量和损耗模量都下降，然后达到一个新的平台值，而颗粒运动变得扩散在明显较大的屈服应变。我们发现，软化与大量的微观接触变化，导致非分析流变签名。此外，软化应变与压力的缩放建议存在一个新的压力规模以上的软化和屈服一致，我们验证了这个交叉规模的存在。因此，我们的研究结果证明存在两种不同类别的软玻璃质材料-干扰为主和密集-并显示如何通过它们的流变指纹来区分它们。
2017-11-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamics of a colloidal glass during stress-mediated structural arrest
我们采用平行叠加流变学研究了平均场应力存在下的老化胶体玻璃的动力学。在一个范围内的中间应力，损耗模量超过储能模量在短时间内，但开发一个最大的伴随着两者之间的交叉系统的年龄。这是伴随着一个狭窄的损失峰值增加应力。我们表明，这一特点是在这些材料中的结构逮捕的特点，这是可观察到的合理的时间尺度上的激活影响的应力。制动时间与逆应力呈指数关系。这些结果提供了实验验证的作用，应力作为一个有效的温度在软玻璃系统已在最近的理论框架。
2010-03-08 cond-mat.soft
Time-temperature-composition equivalence of the glass transition in digitally mixed 3D-printed polymers
Columbia University（哥伦比亚大学）
该研究将时间-温度等效性扩展为时间-温度-组成等效性，通过实验证实数字混合3D打印聚合物的储能模量等可汇聚为一条主曲线，为其弹性与耗散的结构化设计提供指导。
2026-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Overshoots in stress strain curves: Colloid experiments and schematic mode coupling theory
结合模型核-壳微凝胶的实验、硬盘混合物的计算机模拟和模式耦合理论，研究了稠密胶体分散体在启动剪切流作用下的应力-应变曲线。在稠密流体和玻璃态下，瞬态应力首先随累积应变呈线性增加，然后在应变值约为5%时达到最大值（“应力过冲”），最后才接近稳定值，这构成了流动曲线。这些现象出现在平衡良好的系统和均匀的流动，表明它们是剪切驱动的瞬态结构松弛的一般现象。微观模式耦合理论（广义流动状态通过整合的瞬态）推导出他们从瞬态应力的相关性，这首先表现出一个平台（对应于固体样的弹性剪切模量）在中间的时间，然后在最后的衰减负应力的相关性。我们介绍并验证了模式耦合理论中的示意性模型，该模型捕获了所有这些现象，并且可以方便地用于联合分析线性和大幅度模量，流动曲线和应力-应变曲线。这是通过引入一个新的应变和时间相关的顶点广义剪切模量和瞬态密度相关器之间的关系。
2012-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonlinearity In A Crosslinked Polyelectric Polypeptide
测定了不同条件下交联合成多肽软固体的杨氏模量。以聚L-赖氨酸（PLK）和1-乙基-3-（3-二甲氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐（EDC）为交联剂，制备了聚L-谷氨酸$_4$，L-酪氨酸$_1$ [PLEY（4：1）]共聚物。通过使样品经受压缩应变来评估弹性。交联材料在高相对湿度，RH 75- 85%下表现出非线性弹性。应力-应变响应在低应变下近似线性，但在阈值应变以上为非线性。割线模量的分析表明，在低应变和硬化在高应变，在生物软组织的样品明显软化。用neo-Hookean模型拟合应力-应变数据，在高RH下得到约40 $\le E \le$ 300 kPa。在低相对湿度下，粘弹性呈非线性。平均粘度驱动松弛时间为13分钟，在高应变和6分钟，在低应变。非线性弹性材料的割线模量的导数的分析揭示了高达$\varepsilon \approx$ 0.18-0.20的应变的瞬态响应。超过这个范围，振荡趋于零。非线性粘弹性材料表现出较低的振幅振荡比样品在高RH高达$\varepsilon \approx$ 0.06和强阻尼之后。这些数据表明，它将是可能的工程多肽材料的机械性能。
2016-09-08 cond-mat.soft
Time resolved viscoelastic properties during structural arrest and aging of a colloidal glass
玻璃材料的物理老化过程中的能量景观的演变可以理解从频率和应变的剪切模量的依赖性，但这些系统的非平稳性质，挫败了他们的瞬时的基本属性的调查。使用一系列随时间变化的测量，我们系统地重建的频率和应变依赖性作为年龄的函数排斥胶体玻璃进行结构逮捕。通过这种方式，我们能够明确地观察到结构弛豫时间，其在短时间内随样品年龄呈指数增长。屈服应力随时间的逮捕状态，与最近的模拟结果一致，而屈服应变几乎是恒定的，在这个政权。引人注目的是，在固定时间的频率依赖性可以重新缩放到主曲线上，这意味着系统的老化和频率依赖性模量的变化之间存在简单的联系。
2010-09-01 cond-mat.soft
Short-Time Elasticity of Polymer Melts: Tobolsky Conjecture and Heterogeneous Local Stiffness
一个扩展的分子动力学研究的短时间的“玻璃态”的弹性表现出的线性全柔性链的聚合物熔体以上的玻璃化转变。重点是无限频率的剪切模量$G_\infty$表现在皮秒的时间尺度和松弛的高原$G_p$达到在以后的时间和终止的结构松弛。与各单体第一邻体相互作用的局部刚度具有显著的分布，其平均值由$G_\infty$给出。特别地，每条链的末端单体的邻近区域比内部单体更软，使得$G_\infty$随着链长而增加。$G_p$不受链长的影响，并且主要由非键相互作用设定，因此对于聚合物熔体证实了Tobolsky对于玻璃态聚合物所提出的猜想。
2016-05-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Unifying the Temperature Dependent Dynamics of Glasses
基于过渡态理论，研究微观局域弛豫向宏观结构弛豫的转化机制，将单元运动分解为临界数量协同重排与提供自由体积的非协同振动两类，提出适用于全温度范围及多种玻璃态系统的四参数统一方程。
2024-04-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A characteristic energy scale in glasses
玻璃的弛豫时间和激活能分布较宽，没有明显的特征尺度。同时，宏观量，如牛顿粘度和非线性塑性形变，解释的特征能量尺度，例如，一个有效的温度依赖的激活能在阿克里欧斯关系。然而，尽管其根本的重要性，这样一个特征的能量尺度还没有被有力地确定。灵感的积累的证据软准本地化激发在玻璃动力学中发挥的关键作用，我们建议，玻璃响应本地化力偶极子的体积平均定义这样一个特征的能量尺度。我们表明，这种特征玻璃能量标度具有显着的属性：$(i)$它随着平衡过冷态温度的降低而急剧增加，显著超过剪切模量的相应增加，它随退火和系统尺寸的变化在大小和形式上与能量的变化非常相似，的最软的非声子振动模式，从而建立一个罕见的玻璃波动和体积平均$(iii)$它表现出显着的依赖于空间维度和系统的大小，由于与准局域化，这被推测为在二维玻璃化转变的特性相关的长程场。此外，我们确定了一个真正的静态增长lengthscale与特征玻璃态能量尺度，并讨论了可能的连接之间的这种能量尺度的增加和玻璃化转变温度附近的动力学减慢。开放的问题和未来的方向进行了讨论。
2018-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Physical aging and relaxation of residual stresses in a colloidal glass following flow cessation
在低盐浓度下，将锂皂石悬浮液稀释在水中形成排斥性胶体玻璃，其显示物理老化。这种现象仍然没有完全理解，特别是，很少有人知道的流动历史之间的连接，作为系统的初始状态的决定因素，和随后的老化动力学。使用应力控制流变仪，我们进行应力跳变实验，以观察流动应力的弹性分量，仍然停止流动或流动淬火。我们调查这些残余应力的动态和物理老化的速率之间的连接淬火从稳态流动曲线上的不同点。从高速率淬火产生流体状态，G”> G '，具有小的、快速松弛的残余应力和复数模量的快速S形老化。相反，从较低的剪切速率淬火产生越来越多的堵塞状态，其特征在于缓慢松弛的应力和缓慢增加的复合模量与系统的年龄。流动停止从一个固定的剪切速率与不同的淬火持续时间表明，较慢的淬火产生较小的残余应力，在短时间内，在较长的时间内放松较小的程度，通过与较快的淬火。这些较小的应力与较高的模量相关，但系统的物理老化较慢。残余应力松弛的特征时间与淬火速率成反比。这意味着任何理想的无应力状态，简洁地反映了这些玻璃态系统的挫折性质的挫折方法。
2010-04-09 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
Ageing of Natural Rubber under Stress
我们报告了一个动态力学研究应力松弛在小变形天然（聚异戊二烯）橡胶远高于其玻璃化转变温度Tg。我们发现，一个几乎完全放松的应力发生在很长一段时间，即使弹性网络的完整性是完全保留。松弛速率和长时平衡模量是温度的敏感函数，不遵循时温叠加规律。非遍历老化反应的许多特征在短时间和很长时间都很明显。我们解释所观察到的行为的橡胶交联的性质，能够在应力下异构化，并与最近的软玻璃流变模型的结果。
2000-05-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
Self-Similarity in Electrorheological Behavior
本文研究了聚苯胺（PANI）颗粒在硅油中悬浮液在电场作用下的蠕变流动行为。聚苯胺在硅油中的悬浮液的弹性模量和屈服应力随电场的增大而增大。在蠕变流场下，施加更大幅度的电场减小材料中诱导的应变，而在任何电场下施加更大幅度的剪切应力增强材料中诱导的应变。值得注意的是，在不同的应力，电场强度和浓度的聚苯胺悬浮液中的应变的时间演化表现出叠加后的时间和应变轴上的蠕变曲线适当的移动。观察到的电场-剪切应力-蠕变时间-浓度的叠加显示了电流变行为的自相似性。我们用Bingham和Klingenberg - Zukoski模型分析了实验数据，发现后者能很好地预测实验行为。最后，我们通过讨论观察到的电流变液的流变行为和老化的软玻璃材料的流变行为之间的显着的相似之处。
2012-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Central role of filler-polymer interplay in nonlinear reinforcement of elastomeric nanocomposites
本研究通过分子动力学模拟揭示，弹性体纳米复合材料的高应变增强源于纳米填料与聚合物的泊松比不匹配引发的反馈回路，明确了颗粒-颗粒接触对力学增强的核心作用。
2024-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Quantitatively Connecting Experimental Time-Temperature-Superposition-Breakdown of Polymers near the Glass Transition to Dynamic Heterogeneity via the Heterogeneous Rouse Model
该研究扩展 HRM 以描述近 Tg 未缠结聚合物的动态非均匀性，定量解释 TTS 失效及复模量实验数据，并提出由流变标度推断动态非均匀性的方法。
2024-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
