Fracturing of topological Maxwell lattices
我们提出了拓扑麦克斯韦晶格断裂分析时，他们被拉伸施加应力。麦克斯韦晶格是包含相同数量的自由度和约束的机械结构，因此处于机械不稳定性的边缘。拓扑力学的最新进展导致了麦克斯韦晶格边缘和畴壁处拓扑保护的松弛模和自应力态的发现。当正常的脆性材料被拉伸时，应力集中在裂纹尖端，导致灾难性的破坏。相比之下，我们发现，当拓扑麦克斯韦晶格被拉伸，应力集中在自应力畴壁的状态，而不是，和键断裂事件开始在这些畴壁，即使在存在裂纹。值得注意的是，我们发现自应力畴壁的应力集中特征持续到破坏过程的深处，当大量的损伤已经发生在这些畴壁。我们用拓扑力学理论解释了这些结果，并讨论了这些拓扑麦克斯韦晶格结构作为机械超材料的潜在用途，表现出高强度的抗断裂和良好的控制断裂过程。
2018-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Channel Flow of a Tensorial Shear-Thinning Maxwell Model: Lattice Boltzmann Simulations
我们引入了一个非线性广义张量麦克斯韦型本构方程来描述剪切变稀玻璃形成流体，最近的微观方法的非线性流变胶体悬浮液的动机。该模型捕捉到一个非零的动态屈服应力在玻璃化转变，并纳入正常的应力差异。提出了一种改进的格子玻尔兹曼（LB）模拟方案，其中包括非牛顿贡献的应力张量和处理流引起的压力差。我们测试这个计划在压力驱动的2D Poiffille流的非线性广义Maxwell流体。在稳定状态下，与解析解的比较显示出良好的一致性。启动和停止后的压力梯度的瞬态动力学进行了研究;模拟再现了一个有限的停止时间与以前的分析估计的屈服应力流体的停止流动。
2013-10-28 cond-mat.soft
Strict equivalence between Maxwell-Stefan and fast-mode theory for multicomponent polymer mixtures
描述流体混合物动力学演化的理论的适用性取决于基本的物理假设。麦克斯韦-斯特凡方程，广泛用于可混溶流体，表示力取决于耦合通量。他们需要被倒置以恢复一个Fickian形式，这在分析上通常是不可能的。此外，扩散系数的浓度依赖性必须建模，例如通过多组分Darken方程。Cahn-Hilliard型方程是不混溶的混合物，从而不同的假设耦合通量导致慢模和快模理论。对于两个分量，这些都是从麦克斯韦-斯特凡理论在过去。在这里，我们证明了快模理论和广义麦克斯韦-斯特凡理论与多组分Darken方程是严格等价的，即使是具有非常不同的分子大小的多组分系统。我们的研究结果可以减少选择一个合适的理论，以最有效的算法来解决基本方程。
2019-07-19 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.flu-dyn
Mode-coupling theory of the stress-tensor autocorrelation function of a dense binary fluid mixture
我们提出了一个广义的模式耦合理论的稠密二元流体混合物。该理论被用来计算分子尺度的重整化应力张量自相关函数（STAF）和长波长零频率剪切粘度。在一个致密的简单流体的情况下，我们发现，STAF出现在一个中间的时间范围内衰减为$t^{-3/2}$。这种长时间的尾巴的系数是两个以上的数量级大于从传统的模式耦合理论。我们的研究集中在组成混乱的STAF在一个稠密的混合物的衰变的效果。
2006-05-03 cond-mat.soft
Mixtures of foam and paste: suspensions of bubbles in yield stress fluids
我们研究了泡沫和膏体的混合物的流变行为，它可以被描述为气泡在屈服应力流体中的悬浮液。模型系统是通过混合单分散水性泡沫和浓乳液设计的。悬浮液的弹性模量随气泡体积分数的增加而减小。当弹性毛细管数（定义为糊剂弹性模量与气泡毛细管压力的比率）高时，这种降低变得更加尖锐，这说明了与糊剂相比气泡的软化。相比之下，大多数研究材料的屈服应力不会因气泡的存在而改变。它们的塑性行为由塑性毛细管数决定，塑性毛细管数定义为糊状物屈服应力与气泡毛细管压力的比率。在低塑性毛细管数值，气泡表现为不变形的夹杂物，我们预测，悬浮液无量纲屈服应力应保持接近统一。在大的塑料毛细管数值，我们观察到气泡破裂混合过程中：气泡变形剪切。最后，在最高的气泡体积分数，屈服应力突然增加：这被解释为一个“泡沫屈服应力流体”制度，这发生时，膏介观本构要素被强烈限制在膜之间的气泡。
2013-03-21 cond-mat.soft
The Medium Amplitude Response of Nonlinear Maxwell-Oldroyd Type Models in Simple Shear
Maxwell-Oldroyd型微分本构模型的一般框架进行检查，其中未指定的非线性函数的应力和变形率张量被纳入著名的共旋版本的Jeffreys模型讨论的Oldroyd。对于中等振幅的简单剪切变形，最近开发的数学框架的中等振幅平行叠加（MAPS）流变学表明，这种广义的非线性麦克斯韦模型只能产生有限数量的不同的签名，线性组合在一个适定的基础上展开的三阶复数粘度。该基础展开表示包含在广义非线性Maxwell模型内的不同本构模型的MAPS签名库。我们描述了一个框架，定量模型识别使用此基础扩展，并讨论其局限性，区分不同的非线性特征的基础本构模型从中等振幅剪切应力数据。还考虑了正应力差的首阶贡献，揭示了只有第二正应力差提供了关于模型的弱非线性响应空间的独特信息。在简要考虑广义非线性Maxwell模型的时间-应变可分离性的条件后，我们应用三阶复粘性的基展开来推导该模型在特定剪切变形协议中的介质振幅特征。最后，我们使用这些签名从这些不同的变形协议获得的流变数据的模型参数的估计，揭示三音振荡剪切变形产生的数据，是很容易能够区分所有功能的介质振幅，简单的剪切响应空间的本构模型的广义类。
2021-03-03 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Stress-induced modification of the boson peak scaling behavior
玻璃形成者中所谓玻色子峰的标度行为及其与系统弹性性质的关系仍然是争议的来源。在此，二元反应性混合物中的玻色子峰通过拉曼散射测量：（i）在将未反应的混合物冷却至远低于其玻璃化转变温度时，和（ii）在等温聚合期间的不同时间将混合物淬灭至非常低的温度后。这些不同的路径的玻璃相能够产生玻璃与不同量的残余应力，证明了偏离的弹性模量从柯西类关系。我们发现，玻色子峰的标度行为与弹性介质的性质-作为德拜频率测量-持有的状态，系统能够释放内部应力和崩溃的存在下的残余应力。这些发现提供了新的见解玻色子峰的行为，并能够调和文献中提出的明显相互矛盾的结果。
2013-08-02 cond-mat.soft
Microscopic origins of shear stress in dense fluid-grain mixtures
一个数值模型是用来模拟流变仪实验在恒定的正应力的稠密悬浮液的球体。完整的模型包括球-球接触，使用软接触方法，短程流体动力学相互作用定义的框架不变的表达式的力和扭矩的润滑近似，和阻力所产生的孔隙力学耦合与DEM-PFV技术计算。一系列的模拟，其中一些耦合项被忽略突出的孔隙力学耦合在瞬态制度的作用。他们还表明，剪切分量的润滑力，虽然经常被忽视的文献中，有一个占主导地位的影响，在体积变化。另一方面，润滑扭矩的影响要小得多。体剪切应力被分解成接触应力和流体动力应力项，其对无量纲剪切速率的依赖性-所谓的粘性数$I_v$ -进行了检查。这两种贡献都是$I_v$的增函数，在低粘数（$I_v<$ 0.15）时，接触贡献占主导地位，而在$I_v>$ 0.15时，润滑贡献占主导地位，这与其他作者推断的现象学规律一致。微观结构变量的统计突出了固体接触和流体动力学相互作用之间的复杂的相互作用。与流行的想法相反，结果表明，润滑可能不一定会减少接触力的贡献的体积剪切应力。该模型是通用的，并直接适用于剪切浸没颗粒介质中，孔隙压力反馈起着关键作用（触发雪崩，液化）。
2015-04-14 cond-mat.soft
Macroscopic forces in inhomogeneous polyelectrolyte solutions
本文提出了空间非均匀柔性链解中宏观力的自洽场论。我们推导出一个应力张量的解析表达式，它包括三个方面：各向同性静水应力，静电（麦克斯韦）应力，应力上升的高分子链的构象熵-构象应力。我们应用我们的理论来描述限制在导电狭缝纳米孔中的溶液，并观察到分离压力和电微分电容的异常行为。
2022-12-08 cond-mat.soft
Plastic strain is a mixture of avalanches and quasi-reversible deformations: Study of various sizes
通过离散位错动力学模拟，研究了在应力缓慢增加时，具有不同数量相互作用的线性刃型位错的系统的塑性流动的尺寸依赖性。雪崩之间的区域在个人的应力曲线的函数的塑性应变被发现几乎是线性的和可逆的，其中的塑性形变服从一个有效的运动方程与近线性力。对于小的塑性形变，应力-应变曲线的平均值在20年内呈幂律分布。在这里，对于稍大的塑性形变，平均应力-应变曲线在较大尺寸下收敛，而它们的方差则缩小，这两者都表明存在一个应力极限。收敛的平均值随着尺寸的增加而减小，与实验中的尺寸效应一致。对于大的塑性形变，在稳定流动设置，在这个模型系统中没有实现的物理极限。
2014-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Long Range Stress Correlations in the Inherent Structures of Liquids at Rest
模拟研究了二维和三维二元液体混合物中局部势能极小值（固有结构）的原子剪切应力。这些固有的结构应力是过冷液体中缓慢的应力松弛和高粘度的基础。我们发现，原子剪切应力的固有结构（IS）的两种液体在休息表现出缓慢衰减的各向异性的相关性。我们发现，应力相关性的IS配置的总剪应力的方差显着贡献，并考虑应力相关性的各向异性和空间范围的起源。
2016-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rheology and Shear Band Suppression in Particle and Chain Mixtures
使用数值模拟，我们认为一个无定形的颗粒混合物，表现出剪切带，并发现，即使是一小部分链的添加强烈增强了材料的强度，在应力-应变曲线中产生明显的过冲功能。强化发生在链最初垂直于剪切方向的情况下，导致剪切带的抑制。对于大应变，链迁移到剪切带形成的区域，导致应力下降。剪切带的链的对齐导致随后的反向剪切的Bauschinger效应。这些特征中的许多都可以在一个简单的模型中得到，即一条单链被拉过一种粘性材料。我们的研究结果也是有用的控制和加强颗粒材料对失败的方法提供见解。
2012-07-16 cond-mat.soft
Aging Maxwell fluids
许多实验表明，液-液相分离形成的蛋白质浓缩物具有老化流变特性。定量地，Jawerth等人最近的实验（Science 370，1317，2020）表明，蛋白质冷凝物表现为老化的麦克斯韦流体，随着冷凝物的老化，弛豫时间增加。尽管这种老化现象的普遍性，这种老化行为的理论理解是缺乏的。在这项工作中，我们提出了一个介观模型的蛋白质凝聚物，其中的相变从老化阶段到非老化阶段发生的控制参数的变化，如温度。该模型预测，蛋白质凝聚物表现为粘弹性麦克斯韦流体在所有年龄，随着时间的推移，宏观粘度增加。该模型还预测，蛋白质冷凝物是非牛顿流体在恒定的剪切速率下的剪切应力随时间增加。我们的模型成功地解释了多个现有的实验观察，并提出了实验可检验的一般预测。
2021-08-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Plastic flow in polycrystal states in a binary mixture
使用分子动力学模拟，我们研究动态剪切多晶态的二元混合物中含有10%的大颗粒在两个维度。我们发现大的应力波动所产生的滑动运动的颗粒在晶界，这发生合作释放存储的弹性能量。借助代表局部晶体取向的六倍角$α_j(t)$和代表颗粒$j$偏离六方有序的无序变量$D_j(t)$，这些动态过程被可视化。
2007-09-05 cond-mat.soft
A Nonlinear approach to Viscoelasticity via Rational Extended Thermodynamics
本研究在有理扩展热力学框架下提出一维等温非线性粘弹性模型，其微分系统具对称双曲形式且小初值下光滑解存在，线性情形退化为Maxwell模型，总应力满足非线性Zener模型，为Maxwell型模型提供了合理的非线性推广。
2024-01-26 cond-mat.soft math-ph math.MP
Stress partition and micro-structure in size-segregating granular flows
当包含不同尺寸的颗粒的颗粒混合物被摇动、剪切、混合或任其流动时，颗粒倾向于在称为尺寸偏析的过程中按尺寸分离。本文从压力分布和颗粒微观结构两个方面探讨了颗粒斜槽流动中的尺寸偏析机理。因此，本文对双分散颗粒斜槽流动的二维离散数值模拟进行了系统的研究。基于Gray和Thornton 2005以及Hill和Tan 2014的理论模型，我们探索了小晶粒和大晶粒阶段的应力分配，区分了接触应力和动应力。我们的研究结果支持重力诱导和剪切梯度诱导的偏析机制。然而，我们发现，接触应力分区是非常敏感的部分应力张量的定义，更具体地说，混合接触（即涉及一个小晶粒和一个大晶粒）的处理方式，使重力引起的偏析的结论不确定。相比之下，部分动应力张量的计算是鲁棒的。动压分配与连续介质混合物理论的偏离幅度明显大于接触压力，并表现出明显的流动动力学依赖性。最后，使用一个简单的近似的接触偏应力张量，我们调查如何接触应力分区与流动的微观结构，并建议后者可能提供一个有趣的代理研究重力引起的偏析。
2015-08-24 cond-mat.other cond-mat.soft
Interplay of internal stresses, electric stresses and surface diffusion in polymer films
我们调查两个弹性聚合物薄膜的不稳定机制，并把它们纳入一个一般的框架：第一，由于面内应力和第二，由于外部施加的电场垂直于膜的自由表面的不稳定性。如最近所示，聚合物膜通常由于不平衡的制造工艺（例如旋涂）而受到应力。通过从固体中已知的Asaro-Tiller-Grinfeld机理，该系统可以通过聚合物的表面扩散使其表面起伏从而松弛应力来降低其能量。另一方面，电场的应用在实验上被广泛用于结构薄膜：当电麦克斯韦表面应力克服表面张力和弹性回复力时，系统以由膜厚度确定的波长波动。我们开发了一个理论，同时考虑到这两种机制，并讨论它们的相互作用和在基板和自由表面的边界条件的影响。
2011-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Gradient flow model of mode-III fracture in Maxwell-type viscoelastic materials
我们制定了一个相场裂纹扩展模型的模式III断裂的麦克斯韦型粘弹性材料。为了描述粘弹性松弛，除了在原始弹性模型中使用的位移场和损伤相场之外，还使用了粘流应变场变量。与以前的模型中构建的机械工程界，我们的模型是基于驱动（单向）梯度流系统的物理自然系统能量的通用程序，并采用没有额外的假设，如叠加的关系，应力和应变（及其时间导数）仅适用于线性粘弹性。数值模拟表明，施加载荷和粘弹性松弛的变形增加之间的竞争决定了是否发生了明显的裂纹扩展从初始裂纹。此外，我们认为数值结果从一个充满活力的角度来看。
2019-09-28 cond-mat.soft nlin.AO
