Non-free gas of dipoles of non-singular screw dislocations and the shear modulus near the melting
研究了有限尺寸非奇异螺型位错的剪切模量随偶极子扩散的变化规律。采用光滑耦合的二维库仑气体表示,计算了应力-应力关联函数。为了得到相互作用偶极子近似下的剪切模量,推导了用修正贝塞尔函数$K_0$表示的卷积积分。的熔融转变附近的剪切模量,这是由于位错的奇异性字符的影响被证明。
2014-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech math-ph
Two step micro-rheological behavior in a viscoelastic fluid
我们进行微流变学实验,通过粘弹性蠕虫状胶束流体驱动的胶体珠,并观察到两个独特的剪切稀化制度,他们每个人都显示出牛顿的高原。在较大速度下的剪切变稀行为与宏观流变实验定性一致。第二个过程是在小至百分之几的韦森伯格数下观察到的,在宏观流变学发现中似乎没有类似的情况。前面介绍的一个简单的模型捕捉到了观察到的行为,并意味着两个剪切稀化过程对应于流体中的两个不同的长度尺度。该模型还再现了以前在该系统中观察到的振荡。虽然宏观剪切下的系统似乎是接近平衡的剪切速率在该政权的中间牛顿类高原,一个微观剪切下,因此仍然远离it.The分析表明,存在一个长度尺度的几微米,其性质仍然难以捉摸。
2021-05-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical viscoelastic response in jammed solids
我们确定的线性粘弹性响应堵塞包装的无热排斥粘性球,模型的乳液,湿泡沫,和软胶体悬浮液。我们数值测量的复杂的剪切模量,响应的基本特征,并表明,低频响应显示动态临界缩放附近的无干扰。粘弹性剪切响应由填料的松弛本征模态控制。我们使用标度参数来解释本征率的分布,这在unjamming时会产生发散。然后,我们推导出的临界指数表征响应,包括消失的剪切模量,发散粘度,和临界剪切稀化制度。最后,我们表明,宏观流变学是敏感的局部粘性力法的细节。通过改变法向和切向阻尼系数的比率,我们确定和解释了滑动运动的强阻尼和弱阻尼系统之间的定性差异。当滑动是弱阻尼时,没有发散的时间尺度,没有发散的粘度,也没有临界剪切稀化制度。
2012-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Viscoelastic model of phase separation
本文给出了各向同性凝聚态相分离的一般模型,即粘弹性模型。我们建议,迄今为止被忽略的体积力学松弛模量在粘弹性相分离中起着重要的作用,除了剪切松弛模量。例如,在聚合物溶液中,在不良溶剂条件下聚合物之间的吸引力相互作用可能导致瞬态凝胶状行为,这使得本体和剪切模式都活跃。虽然在混合物的两相区域中,相同组分的分子之间的这种吸引相互作用普遍存在,但是由吸引相互作用引起的应力仅在动态不对称混合物(例如聚合物溶液和胶体悬浮液)中在组分之间不对称地分配。因此,在较慢的组件之间形成相互作用网络,该网络可以通过体积模量和剪切模量来存储弹性能量以抵抗其变形。与这种相互作用网络相关的体积弛豫模量是粘弹性相分离和相转化所特有的海绵结构外观的主要原因。我们证明,粘弹性相分离模型,包括这种新的效果是一个通用的模型,可以描述所有类型的各向同性相分离,包括固体和流体模型作为其特殊情况下,没有任何例外,如果有没有额外的序参量耦合。本文还讨论了粘弹性相分离过程中体积收缩行为的物理起源以及由此产生的海绵状结构的普遍性。
1997-08-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermodynamic formalism for transport coefficients with an application to the shear modulus and shear viscosity
我们讨论了Onsager的热力学形式的传输系数,并将其应用到计算的剪切模量和剪切粘度的单分散系统的排斥性粒子。我们专注于广泛的“距离”和密集的“场”共轭通过一个芬克尔-勒让德变换涉及的热力学(类)的潜力,它允许切换合奏的概念。采用布朗动力学,我们计算的剪切模量和剪切粘度从应变波动,并表明他们同意直接计算从应变和非平衡模拟,分别。我们发现依赖的波动耦合强度应变水库,这可以追溯到离散时间积分。这些结果表明,利用波动的大量的数值计算的输运系数的可行性。
2016-12-07 cond-mat.stat-mech
A glass anomaly in the shear modulus of solid $^4$He
固体$^4$ He的剪切模量在低温下表现出10%量级的异常变化[1,2],这在性质上类似于扭转振荡器实验中小得多的频率变化。我们建议,在固体$^4$他的硬化的剪切模量随着温度的降低,可以描述与玻璃的敏感性,假设温度依赖的弛豫时间$τ(T)$。玻璃敏感性捕获低于特征交叉温度$T_X$的玻璃自由度的冻结。在那里,固体的动态响应满足$ωτ(T_X) \sim 1$,从而导致剪切模量的增加。在这个模型中,我们预测的剪切模量的振幅和耗散峰的高度的最大变化是独立的所施加的频率$ω$。我们的计算还显示了一个定性的差异,在行为的剪切模量取决于温度行为的玻璃弛豫时间$τ(T)$。这些预测可以通过比较复杂的剪切模量与实验在不同的频率和不同程度的混乱进行测试。[1]J.Day和J.Beamish,Nature 150,853(2007)。[2]J. Day,O. Syshchenko,J.Beamish,Phys.Rev.B79,214524(2009).
2010-03-31 cond-mat.stat-mech
Simple-average expressions for shear-stress relaxation modulus
针对各向同性弹性网络,我们提出了一种新的简单平均表达式$G(t) = μ_A - h(t)$,用于计算确定经典弹性固体或流体的剪切应力松弛模量$G(t)$及其平衡模量$\G_{eq} = \lim_{t \to \infty} G(t)$ .这里,$μ_A = G(0)$表征了系统在$t=0$和$h(t)$处的剪切变换,即作为时间$t$的函数的瞬时剪切应力$\hatτ(t)$的(重新标度的)均方位移。在研究取样时间效应的同时,我们还讨论了剪应力自相关函数的相关表达式。最后,我们认为,我们的关键关系可以很容易地适应更一般的线性响应函数。
2015-10-06 cond-mat.stat-mech
Avalanche contribution to shear modulus of granular materials
数值研究了无摩擦颗粒材料在振荡剪切作用下堵塞过渡区附近的剪切模量。研究发现,对于颗粒间弹性相互作用的线性弹簧模型,剪切模量$G$满足一个标度律,在$G \sim (ϕ- ϕ_J)^{1/2}$和$G \sim γ_0^{-1/2}(ϕ-ϕ_J)$之间插值,其中$ϕ$、$ϕ_J$和$γ_0$分别为颗粒的体积分数、堵塞点处的分数和振荡剪切的振幅。剪切模量与$ϕ- ϕ_J$之间的线性关系可以通过滑动雪崩来理解。
2014-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Viscoelasticity of Dilute Solutions of Semiflexible Polymers
我们使用布朗动力学模拟和理论的剪切松弛模量G(t)的相对刚性的半柔性聚合物的稀溶液的定性不同,从刚性杆。对于短于其持久长度的链,G(t)表现出三种时间区域:在非常早的时间,当纵向变形是仿射的,G(t)\sim t^{-3/4}。在一个宽的中间区域,在此期间链长松弛,G(t)\sim t^{-5/4}。在长时间内,$G(t)模拟刚性杆的情况。作为具有频率依赖性弹性模量B(ω)\sim(i ω)^{3/4}的有效可伸展杆的聚合物模型定量地描述了贯穿前两个区域的G(t)。
2000-12-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fluctuation-dissipation relation between shear stress relaxation modulus and shear stress autocorrelation function revisited
剪切应力松弛模量$G(t)$可以由在接通微小阶跃应变$γ$之后的剪切应力$τ(t)$确定,或者通过在角频率$ω$下在标准振荡剪切实验中获得的储能模量$G^{\prime}(ω)$或损耗模量$G^{\prime\prime}(ω)$的逆傅立叶变换来确定。人们普遍认为$G(t)$一般等同于平衡应力自相关函数$C(t) = βV \langle δτ(t) δτ(0)\rangle$,后者可以在计算机模拟中容易地计算出来($β$是温度的倒数,$V$是体积)。专注于各向同性固体形成的永久弹簧网络,我们表明理论上通过波动耗散定理和计算分子动力学模拟,在一般情况下,$G(t) = G_{eq} + C(t)$为$t > 0$与$G_{eq}$的静态平衡剪切模量。类似的关系适用于$G^{\prime}(ω)$。因此,对于固体而言,$G(t)$和$C(t)$必须变得不同,并且不可能直接从$C(t)$获得$G_{eq}$。
2015-08-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
An exact expression of three-body system for the complex shear modulus of frictional granular materials
提出三粒子模型研究振荡剪切下堵塞摩擦颗粒材料的非线性力学响应,推导出复剪切模量的精确解析表达式,满足堵塞点附近标度律,能以单一拟合参数再现无序多体系统结果。
2023-02-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergent odd viscoelasticity in chiral soft glassy materials
University of Göttingen(哥廷根大学);Ecole Polytechnique de l’Université de Nantes, LTeN, U6607, Nantes Université(南特大学理工学院,LTeN,U6607);King’s College London(伦敦国王学院)
本研究引入手性软玻璃态流变模型,揭示手性软玻璃态材料中奇性粘弹性的涌现机制,发现奇性粘度随活性旋转频率降低而增大,奇性粘弹性谱兼具ω=2Ω附近共振效应与高频玻璃态幂律特性。
2026-09-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Discontinuous shear modulus determines the glass transition temperature
固体-无定形或结晶-由有限的剪切模量定义,而流体缺乏这种剪切模量。因此,我们实验研究的弹性性质的胶态玻璃前体附近的玻璃化转变:振动激发光谱产生的纵向和横向声子在玻璃态的色散关系。从色散关系的长波长极限,我们提取的体积和剪切模量。正如预期的那样,后者消失在流体中,我们测量一个明确解决的不连续行为的弹性模量在玻璃化转变。这不仅决定了系统的转变温度T_G,而且直接解决了最近关于玻璃化过程中弹性的讨论。我们表明,在我们的系统中的低频激励是平面波,连续弹性理论可以用来描述的宏观行为。
2015-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Short-time inertial response of viscoelastic fluids measured with Brownian motion and with active probes
我们已经直接观察到短时间的应力传播粘弹性流体中使用两个光学捕获的粒子和快速干涉粒子跟踪技术。我们通过记录粒子热运动中的相关性和测量一个粒子对第二个活跃振荡粒子的响应来做到这一点。这两种方法都检测与流体中的应力传播相关的涡旋状流型。这种惯性涡流扩散传播简单的液体,而粘弹性的解决方案的图案传播超扩散,取决于介质的剪切模量。
2008-02-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-Affine Shear Modulus in Entangled Networks of Semiflexible Polymers
我们研究了半柔性聚合物缠结网络的粘弹性。在中间时间尺度上,这些网络对剪切变形的弹性响应由平台模量$G$描述。基于变形场在所有长度尺度上都是仿射的假设,提出了不同的标度律与聚合物浓度$c$。我们开发了一种数值方法,允许通过自由能的变化来计算模量为仿射和非仿射变形。非仿射变形场通过自由能最小化得到。我们的研究结果允许确认的幂律$G \propto c^{7/5} l_p^{-1/5}$与聚合物浓度$c$和持久性长度$l_p$,并进一步量化的系统偏差,由于亲和力假设。
2009-07-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unilateral interactions in granular packings: A model for the anisotropy modulus
由于准静态剪切变形过程中接触的打开和关闭,颗粒间的单向相互作用对颗粒材料的弹性响应产生影响。提出了一个简化模型,可以推导出本构关系。对于双轴变形,该模型中的弹性行为涉及三个独立的弹性模量:体积模量、剪切模量和各向异性模量。体积和剪切模量,当按接触密度缩放时,与变形无关。然而,各向异性模量的大小与剪切应变和体积应变之间的比率成比例。足够远的干扰过渡,当由于非仿射运动的校正变得很弱,理论预测定性与仿真结果一致。
2012-05-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The shear modulus of glasses: results from the full replica symmetry breaking solution
我们计算的剪切模量的非晶硬,软球,使用精确的解决方案,在无限的空间维度,最近已经开发。我们描述了在整个相图中观察到的行为,特别是在玻璃和干扰转变周围。我们的结果是一致的,与其他的理论方法,这是统一在这个一般的图片,他们也是一致的数值和实验结果。此外,我们讨论了一些性质的平衡动力学后,深淬火接近的干扰过渡,我们表明,剪切模量和均方位移的联合措施,允许一个实验探测的复杂结构的相空间预测的完整的复本对称性破缺解决方案。
2014-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech