Measurement of segmental mobility during constant strain rate deformation of a poly(methyl methacrylate) glass
我们描述了一种用于进行聚合物玻璃的恒定应变率变形的装置，同时用光学探针重定向方法测量片段迁移率。聚甲基丙烯酸甲酯玻璃在Tg - 19 K下变形，局部应变速率在3.7 × 10 -5/s和1.2 × 10 -4/s之间。在这些实验中，与未变形的PMMA玻璃相比，在预屈服状态下，迁移率最初增加了40至160倍。在屈服后，即使应力由于应变软化而降低，迁移率也保持不变。这与样品在该区域的势能景观上被拉得更高的观点一致。较高的应变率导致较高的流动性在屈服后制度，并为应变率的范围内调查，流动性和应变率呈线性相关。我们观察到，热历史屈服后的流动性没有影响，变形导致段弛豫时间的分布变窄。这最后三个观察结果与先前报道的PMMA玻璃上的恒定应力实验是一致的。这里报道的实验功能进行比较，计算机模拟和理论模型。
2013-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glass Dynamics at High Strain Rates
我们提出了一个剪切转变区（STZ）的理论分析的分子动力学模拟的快速剪切金属玻璃。这些模拟特别具有启发性，因为尽管它们仅限于高应变率，但它们的温度范围从远低于玻璃化转变到远高于玻璃化转变。有一个重要的差异，STZ理论再现了模拟数据，包括通过尺度变换将这些数据折叠到简单曲线上的方法。STZ分析表明，系统在高应变速率下的行为主要由有效温度热力学控制，而不是系统特定的分子相互作用的细节。理论和模拟之间的差异发生在较低的应变率的温度附近的玻璃化转变。我们认为，这种差异可以解决相同的多物种推广的STZ理论，最近提出了理解频率依赖性的粘弹性响应，斯托克斯-爱因斯坦违反，和拉伸指数松弛平衡的玻璃材料。
2012-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Orientational glass in mixtures of elliptic and circular particles: Structural heterogeneities, rotational dynamics, and rheology
采用分子动力学模拟，在二维平面上，采用Lennard-Jones势，研究了椭圆粒子和圆形杂质混合物中具有四极对称性的取向玻璃.在适度的长径比（$=1.2$）和适度的尺寸比（$=1.2$）下，我们实现了在相对较高温度下的塑性晶体$T$。随着$T$的进一步降低，我们发现对于非常小的杂质浓度$c$，存在结构相变，对于不小的$c$，存在钉扎无序取向。在平面排列中，椭圆被杂质锚定。随着$c$的增加，由等腰三角形组成的取向畴逐渐变小，形成具有晶体有序性的取向玻璃。在我们的模拟中，杂质分布变得不均匀，从液体淬火，然后产生旋转动力学不均匀性。我们还研究了取向玻璃的流变学，以预测形状记忆效应和超弹性效应，其中很大一部分应变是由于集体取向的变化。
2013-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Visualizing the strain evolution during the indentation of colloidal glasses
我们使用一个模拟的纳米压痕的胶体玻璃，阐明了初期的塑性形变的玻璃。通过跟踪单个颗粒的三维运动，我们可以可视化变形过程中的应变场和玻璃结构。在流动开始时，我们观察到的幂律分布的应变表示强烈相关的变形，并反映了临界状态的玻璃。在后期阶段，应变获得高斯分布，表明塑性事件变得不相关。使用静态和动态测量的玻璃结构的调查显示，结构和新兴的应变分布之间的弱相关性。这些结果表明，塑性的发病是由强大的幂律相关性的应变，弱偏置的异质玻璃结构。
2013-07-29 cond-mat.soft
Spatially heterogeneous relaxational dynamics and the evolution of recoverable strain following flow cessation of a ductile nanocolloidal glass
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Ottawa（渥太华大学）
本研究结合流变学与XPCS，揭示韧性纳米胶体玻璃在剪切流停止后，存在空间异质性弛豫动力学，明确了可恢复应变演化的微观机制，建立了内部动力学与宏观力学弛豫的关联。
2026-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A crossover in spatio-temporal correlations of strain fluctuations in glass forming liquids
通过分子动力学模拟的一个通用的玻璃前在过冷和正常的液体状态，它表明，应变波动的空间相关性表现出一个交叉，从公认的幂律$\sim 1/r^3$ -衰减在长波长的指数行为，$\sim \exp(-r/l_{\text {c}})$在中间距离。指数衰减的特征长度通过$l_{\text {c}}^2 \propto D(T)\, t$随温度和时间增长，其中$D(T)$是温度依赖的扩散系数。这表明，幂律和指数衰减之间的交叉是由扩散过程。
2019-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A finite viscoelastic constitutive model for low to high strain rate response of elastomers with application of strain rate-induced glass transition
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
提出一种热力学一致、微观力学启发的本构模型，通过分子运动和分子间重排/取向机制描述弹性体从低到高应变率下的率相关应力-应变行为及滞后，并捕捉玻璃化转变。
2026-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Theory of pressure-induced rejuvenation and strain-hardening in metallic glasses
我们从理论上研究了高压对金属玻璃原子动力学的影响。该理论预测了压缩引起的再生和最近在金属玻璃中观察到的应变硬化。压力下的结构松弛主要由局部笼动力学控制。外加压力限制了原子的动力学约束，降低了原子的迁移率。此外，压缩诱导再生的亚稳态（局部最小值）在自由能景观中的较高能量。因此，压缩的金属玻璃可以再生，并且相应的弛豫是可逆的。这种行为导致机械变形实验中的应变硬化。理论预测与实验吻合得很好。
2020-10-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mechanical annealing of model glasses: Effects of strain amplitude and temperature
利用分子动力学模拟研究了有限温度下非晶态固体对振荡剪切的动态响应。收集的数据从退火不良的二元玻璃，这是在弹性制度在几百个剪切周期性变形。我们发现，所需的特征时间达到一个最小的势能的稳定状态是在较高的温度和较大的应变振幅较长。随着应变振幅的减小，势能的渐近值增加，但它仍然低于静态样品。势能的瞬态衰减与具有大的非仿射位移的原子所占据的体积逐渐减小密切相关。相比之下，当系统的大部分开始可逆变形时，剪切应力振荡的最大振幅相对较快地达到。
2017-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Reversing strain deformations probe mechanisms for enhanced segmental mobility of polymer glasses
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
该研究通过光学探针重取向测量与纯力学测量，探究反向应变变形对聚合物玻璃链段流动性的影响，发现屈服应变60%及以上变形可引发老化机制，且与理论模拟结果相符。
2026-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Real Space Renormalization: A Generic Microscopic Theory for Low-Temperature Avalanches in Static Strained Insulating Glass
本文提出了一个微观模型来研究在低于$T=60$ K的温度下，受均匀静态应变作用的中空玻璃的雪崩问题。我们采用三维实空间重整化方法，在宏观尺度上计算了玻璃的机械磁化率。我们证明了在非晶材料中存在不可逆的应力降，对应于玻璃机械磁化率的陡峭的正-负转变。我们还得到了玻璃系统脆性的应变方向。玻璃中的不可逆应力降主要来自于虚声子交换过程产生的非弹性应力-应力相互作用。
2016-07-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Yielding behavior of glasses under asymmetric cyclic deformation
我们考虑的屈服行为的模型玻璃进行不对称的循环剪切变形，其中施加的应变在0和最大值$γ_{\rm max}$之间变化，并研究其依赖于退火的玻璃和系统尺寸的程度。退火良好的玻璃（不像退火不良的玻璃）的屈服行为显示显着的差异，从对称的情况下，出现了一个中间应变制度与大量的塑性，但没有屈服。所观察到的行为是令人满意的捕获最近提出的模型。对于较大的系统尺寸，中间应变制度变窄，导致显着逆转的屈服应变退火。
2022-01-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rate- and temperature-dependent strain hardening in glassy polymers: Micromechanisms and constitutive modeling based on molecular dynamics simulations
通过分子动力学模拟研究玻璃态聚合物应变硬化的微观机制，发现少数承载键的拉伸主导应力响应，并据此构建含取向诱导背应力的本构模型，准确预测了广泛温度和应变速率下的应力响应。
2024-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Criticality at finite strain rate in fluidized soft glassy materials
我们研究了流化软玻璃材料稳态剪切流变学中临界动力学的出现。考虑剪切带不稳定性的中尺度弹塑性模型内，我们展示了如何额外的噪声可以诱导从相分离到均匀流的过渡，伴随着宏观剪切速率的临界波动。宏观量和波动表现出幂律行为在这个过渡附近，与以前的实验结果一致的振动颗粒介质。总之，我们的研究结果表明，一个通用的情况下出现的临界剪切弱化机制与流化噪声竞争。
2019-04-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
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
Comparison of mechanical and molecular measures of mobility during constant strain rate deformation of a PMMA glass
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；M Center（3M中心）
通过对Tg-19K下的PMMA玻璃开展实验，对比屈服前后力学与分子探针测得的迁移率差异，发现屈服前二者变化幅度差异大、屈服后相近，动态非均质性先降后稳，为聚合物玻璃变形理论建模带来挑战。
2026-08-25 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
Schematic Mode Coupling Theory of Glass Rheology: Single and Double Step Strains
模式耦合理论（MCT）在解决硬球胶体玻璃的流变性方面取得了显着的成功，也解决了软胶体玻璃如星形聚合物的流变性问题。在这里，我们探讨了最近开发的MCT为基础的示意性本构方程的理想化的实验方案下，涉及单，然后双步骤应变的属性。我们发现强烈的偏离预期的基础上可分解，BKZ型本构模型。具体地说，在施加两个相等且相反的阶跃应变之后，非零应力仍然存在很长时间;这种残余应力是塑性形变的标志。我们还讨论了假设瞬时阶跃应变和快速斜坡之间的区别。这些在我们的MCT方法中通常是不等价的，后者更有可能捕获实验“步骤”菌株的物理特性。这种区别指出可逆滞弹性和不可逆塑性重排所起的不同作用。
2012-03-28 cond-mat.soft
Two new topologically ordered glass phases of smectics confined in anisotropic random media
我们发现，近晶相液晶局限于各向异性多孔结构，例如，应变气凝胶或Aerosil显示出两种新的玻璃相。应变既保证了这些相的稳定性，又决定了它们的性质。一种类型的应变诱导“XY布拉格玻璃”，而另一种则产生一种新颖的三轴各向异性“m=1布拉格玻璃”。后者表现出异常的弹性，其特征在于我们计算到高精度的指数。我们预测系统的相图，和许多其他的实验观测。
1999-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The glass transition diagram in model metallic glasses
本文报道了室温下应变速率（相当于实验观察时间）诱导SrCaYbMg（Li）Zn（Cu）非晶合金的玻璃转变。一个临界应变速率，相当于玻璃化转变温度，发现应变速率诱导的玻璃态到类液体粘塑性状态的翻译。结果表明，等效于温度和应力的观测时间是影响玻璃化转变的关键参数。为了更好地理解金属玻璃的本质，建立了一个包含时间、温度和应力的三维玻璃转变相图。
2013-05-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Following the evolution of glassy states under external perturbations: compression and shear-strain
我们考虑了玻璃态在外界微扰下的绝热演化。虽然我们使用的形式是非常普遍的，我们在这里集中在无限维硬球的精确分析是可能的。我们认为扰动的边界，即压缩或（体积保持）剪切应变，我们计算玻璃态的响应，这样的扰动：压力和剪切应力。我们发现，在玻璃态在亚稳点变得不稳定之前，这两个量都会过冲，在亚稳点，玻璃态会融化成液体（或屈服）。我们还估计了玻璃的屈服应力。最后，我们研究的稳定性的玻璃盆地对打破成子盆地，相应的加德纳转变。我们发现，接近动力学转变，玻璃经历一个加德纳转变后，一个无穷小的扰动。
2014-11-04 cond-mat.dis-nn 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
Fatigue behavior of Cu-Zr metallic glasses under cyclic loading
本文通过分子动力学模拟研究Cu-Zr金属玻璃在循环剪切下的疲劳行为，发现存在临界应变幅值，低于该值时塑性局部化，高于该值时逐渐累积直至形成剪切带，且失效循环次数随应变幅值接近临界值呈幂律增长。
2023-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamical heterogeneity in periodically deformed polymer glasses
采用分子动力学模拟研究了在空间均匀、时间周期性剪切变形下模型聚合物玻璃的结构弛豫动力学。我们研究了玻璃化转变温度以下短链聚合物的粗粒珠弹簧模型。结果发现，在小的应变振幅，链段动力学是几乎可逆的约$10^4$周期，而在应变振幅超过百分之几，聚合物链成为完全放松后，一百个周期。在临界应变振幅，从慢到快的弛豫动力学的过渡与最大数量的动态相关的单体所示的动态磁化率的峰值。单个单体的轨迹分析表明，移动单体往往会帮助他们的邻居成为移动和聚集成相对紧凑的瞬态集群。
2013-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cascade at local yield strain for silica and metallic glass
我们报告观察到的异常\emph{first}塑性事件在二氧化硅和金属玻璃中的剪切启动制度在施加应变两个数量级小于屈服应变。这些事件中的（非仿射）粒子位移场具有复杂的实空间结构，在无热准静态简单剪切变形下，在\emph{same}施加的应变下出现多个不连续的高位移核，并通过“基于细胞的聚类分析”方法识别。通过Langevin动力学模拟监测第一次塑性事件的应力松弛，我们直接显示了这些事件的级联性质。因此，这些第一个塑料事件让人想起雪崩后产生的稳定状态，但与稳定状态的雪崩，我们表明，这些事件不是系统跨越。为了了解这些事件的性质，我们调整了已知会影响玻璃脆性的三个因素。这些是（一）样品制备历史，（二）粒子间的相互作用和（三）刚性的背景矩阵应用“软矩阵”探针最近开发的一些我们。在每一种情况下，我们表明，这种第一塑性事件更可能在更具延展性的玻璃。我们的观察结果是一致的图片，更具延展性的材料更软，这意味着了解软的作用可能是一个有前途的路线，开发微观量化的脆性，从而澄清的物理起源脆韧性转变。
2025-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Formation and growth of shear bands in glasses: existence of an underlying directed percolation transition
玻璃对机械载荷的响应通常导致形成强烈影响材料性质的不均匀流动图案。其中，剪切带普遍存在于各种材料中，从软物质系统到金属合金。剪切带与应变局部化有关，即剪切后的玻璃态固体的变形以带状结构的形式在空间上局部化。这些结构通常是灾难性故障的前兆，这意味着对潜在机制的正确理解可能会导致更智能材料的设计。然而，尽管它在材料科学中的重要性，剪切带在玻璃材料中的微观起源只是知之甚少。在这里，剪切带的形成在玻璃体系中揭示了非平衡分子动力学模拟（NEMD）的二元Lennard-Jones混合物，受到恒定的应变速率。在其玻璃状态下，该系统表现出所有考虑的应变率的移动区域在一个临界应变的形成的一个集群。我们表明，这种渗流过渡属于普适类定向渗流。只有在低剪切速率，其中的稳态应力接近屈服阈值，膨胀集群演变成一个短暂的（但寿命长）的剪切带，其宽度的扩散增长。
2015-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Following the evolution of metastable glassy states under external perturbations: compression and shear-strain
本文总结了我在罗马大学和巴黎高等师范学院攻读博士学位期间，在Giorgio Parisi教授和Francesco Zamponi博士的共同指导下所做的研究工作。本论文主要对非平衡法制备亚稳玻璃进行了理论研究。前两章回顾了平衡态过冷液体和非平衡态玻璃的现象学，并阐述了迄今为止用于研究玻璃问题的理论工具;第三章回顾了本文以下部分所使用的理论工具;下面两章包含了我们的主要结果，即亚稳玻璃态的平均场和第一原理理论，正如我们所展示的，既能够再现已知的观测结果，又能够对玻璃相的本质提出新的预测和见解，并在高密度下的行为方面产生切实的影响。（或等效地，低温）和应变下的弹塑性响应;最后两章包含一些结果的数值检查，以及我们的结论和进一步研究的建议。我在本书中报告的结果大部分已经发表，但在这里，它们是以一致和（尽可能）独立的方式呈现的。
2016-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Predicting plasticity of amorphous solids from instantaneous normal modes
通过将瞬时简正模（INMs）的概念扩展到变形系统，给出了非晶态固体变形和塑性的数学描述，从而保留了应变对振动态密度（VDOS）的影响。从非仿射晶格动力学（NALD）描述的弹性和粘弹性的玻璃，我们制定的线性响应理论大变形考虑应变相关的切线模量在有限值的剪切应变。的（非仿射）切线剪切模量计算的振动态密度（VDOS）的仿射应变配置在不同的应变值。在玻璃的静态（未变形）快照上分析发现的仿射应变导致了富含软低能模式以及不稳定模式（负本征值）的配置，如果在应变后让系统松弛，则这些模式将被完全“洗掉”和丢失。该过程与NALD的结构完全一致。变形状态的INM谱允许分析预测模型玻璃的应力-应变曲线，包括预测屈服点。良好的无参数定量协议之间的预测和模拟的无热准静态剪切的粗粒度聚合物玻璃。
2022-06-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A delayed yielding transition in mechanically annealed binary glasses at finite temperature
利用分子动力学模拟研究了应变幅值、玻璃稳定性和热涨落对剪切带形成和屈服转变的影响。首先将模型二元混合物逐渐冷却至低于玻璃化转变温度，然后周期性地变形以获得宽范围的势能状态。我们发现，临界应变振幅变得更大的高度退火玻璃内约一千剪切循环。此外，在固定的应变振幅下持续加载时，在机械退火至较低能态的玻璃中，屈服转变被延迟。它也表明，一个小的原子簇与大的非仿射位移的成核之前，与屈服过渡的急剧能量变化。这些结果对于非晶合金的热加工和机械加工具有重要意义。
2020-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Relaxation dynamics in amorphous alloys under asymmetric cyclic shear deformation
采用分子动力学模拟研究了循环加载和玻璃稳定性对非晶合金结构弛豫和屈服转变的影响。我们认为，一个二元混合物冷却到玻璃相深处，并进行循环剪切变形的应变周期性变化，但仍然是积极的。我们发现，非对称循环剪切下的快速冷却的玻璃逐渐向低势能和有限应力在零应变的状态演变。当应变幅值低于临界值时，非仿射位移的尺度分布收敛于幂律衰减，随着循环次数的增加，幂律衰减的指数约为-2。相比之下，更稳定的玻璃在较低的应变幅度下屈服，并且当应变幅度接近临界值时，屈服转变可以延迟数百个循环。这些结果可为设计新的热机械加工方法以改善金属玻璃的机械和物理性能提供参考。
2022-08-24 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
Relaxation time of a polymer glass stretched at very large strains
拉伸到应力硬化制度的样品的聚合物松弛动力学，在室温下，作为应变$λ$的函数，对于宽范围的应变速率$\dotγ$，通过原始的介电谱设置进行测量。机械应力改变介电谱的形状，主要是因为它影响主要的聚合物弛豫时间$τ$，其取决于$λ$并且是$\dotγ$的递减函数。最快的动力学不是在屈服时达到的，而是在软化区达到的。在硬化过程中，动力学减慢，$τ$逐渐增加。不能排除$\dotγ$和$λ$对介电强度的微小影响。
2020-02-11 cond-mat.soft
Strength of Mechanical Memories is Maximal at the Yield Point of a Soft Glass
我们的实验表明，单一和多个机械记忆可以编码在一个无定形的气泡筏，一个原型的软玻璃，受到振荡应变。在最近的数值结果，我们发现，多个存储器可以形成无外部噪声。通过系统地研究记忆形成的范围内的训练应变振幅跨越屈服，我们发现清晰的签名的记忆，甚至超越屈服。最引人注目的是，系统回忆记忆的程度是最大的屈服应变附近的训练幅度，是一个直接的结果，在编码过程中的系统重组的空间范围。我们的研究进一步表明，力网络在训练过程中的演变对记忆的形成起着决定性的作用。
2018-08-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strain pattern in supercooled liquids
在玻璃化转变的应变相关性的调查揭示了意想不到的现象。剪切应变波动显示出Eshelby应变模式（$\,\sim \cos{(4θ)}/r^2\,$），这是弹性响应的特征，即使在液体中也是如此[1]。我们解决这个问题，使用模式耦合理论的应变波动在过冷液体和数据，视频显微镜的二维胶体玻璃形成器和模拟布朗硬盘。我们表明，长距离和长寿命的应变签名遵循的标度律有效接近玻璃化转变。对于足够大的粘度，Eshelby应变模式是可见的，即使在时间尺度上长于结构弛豫时间$τ$和剪切模量后已放松到零。
2016-08-05 cond-mat.soft
Formation of double glass in binary mixtures of anisotropic particles: Dynamic heterogeneities in rotations and displacements
我们研究玻璃行为的混合物中的椭圆形和圆形颗粒在两个维度在低温下使用取向相关的Lennard-Jones势。椭圆具有温和的纵横比（$\sim 1.2$），并且倾向于在低温下对齐，而圆形颗粒在20%的浓度下扮演干扰椭圆取向的杂质的角色。这些杂质的尺寸小于椭圆的尺寸，并以垂面排列吸引它们。结果，在玻璃态下，每个杂质周围的配位数大多为5或4。我们实现了双层玻璃，其中取向和位置都是无序的，但仍然保持介观有序。我们发现一个强烈的异质性翻转运动的椭圆，这敏感地依赖于杂质集群。平均旋转扩散常数由快速翻转的椭圆确定，在我们的模型中，即使在低温下椭圆仍然保持不变。相比之下，非翻转旋转（角度变化不接近$\pm π$）主要是由涉及许多粒子的合作构型变化引起的。因此，在非翻转旋转中出现了与位移的动态不均匀性密切相关的长时间不均匀性。
2013-09-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Strain localisation above the yielding point in cyclically deformed glasses
我们研究了模型玻璃在循环非热准静态变形下的屈服行为，计算表明，屈服的特点是剪切带的不连续外观，其宽度约为10个粒子直径在其开始时，应变得到本地化。应变局部化伴随着能量的相应变化，以及剪切带中密度的降低。我们表明，玻璃保持良好退火的剪切带外，而能量对应于最高可能的能量最小值在给定的密度内的剪切带。表征屈服状态的颗粒的扩散运动被限制在剪切带中，剪切带的平均位置显示重复循环的运动。在剪切带外，颗粒运动是亚扩散的，但仍然是有限的。尽管其外观的不连续性，剪切带是可逆的，在这个意义上，在循环变形的幅度降低到低于屈服值导致愈合和消失的剪切带。
2018-06-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Local elastic response measured near the colloidal glass transition
我们研究了致密胶体悬浮液对小磁珠施加的局部力的响应。对于小的力，我们发现力和位移之间的线性关系，这表明介质是弹性的，即使我们的胶体样品宏观上表现为流体。我们将其解释为胶体笼强度的量度，反映了样品体积分数与胶体玻璃化转变的接近程度。磁探针周围的胶体颗粒的应变场类似于各向同性均匀弹性介质的应变场。当所施加的力被移除时，应变随时间以拉伸指数形式松弛。我们引入一个模型，表明这种行为是由于在胶体样品中的应变扩散松弛。
2012-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Micro-plasticity in a fragile model binary glass
在名义上的弹性制度的原子变形模拟进行的模型二元玻璃的应变速率低至$10^{4}$ /秒（对应于0.01剪切应变每1 $μ$秒）。一个强大的弹性显示，表现出只有轻微的弹性软化，尽管相当不同程度的结构松弛发生在四个数量级的应变率考虑。对原子尺度结构的仔细检查表明，对于两种类型的局部原子环境，材料响应明显不同。一个系统跨越iscosahedral协调子结构响应纯弹性，而其余的子结构也承认微塑性演化。这导致了非均匀的内部应力分布，在卸载时，导致负蠕变和完全残余应变恢复。局部应力，原子位移和SU（2）局部键拓扑结构方面的详细结构分析表明，这种微观过程可以导致局部应力的大变化，更有可能发生在具有较高自由体积和较软弹性刚度的几何挫折区域。这些见解揭示了原子光的结构起源，可能会支配最近的实验观察显着的结构演化响应弹性加载协议。
2020-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Heterogeneous dynamics during yielding of glasses: effect of aging
本文用分子动力学方法模拟了二元Lennard-Jones玻璃在剪切作用下的行为。具有不同的热历史的玻璃态的力学响应进行了研究，通过施加广泛的外部剪切速率，在不同的温度。应力-应变关系在约0.1的应变下表现出过冲，标志着玻璃样品的屈服和塑性流动的开始。过冲的幅度显示出相对于无量纲变量的对数行为，该无量纲变量由样品的年龄乘以剪切速率给出。具有有限的寿命，在剪切带的形式，动态异质性，观察到的玻璃在剪切下变形。通过量化颗粒迁移率的空间波动，我们证明这种剪切带仅在施加的剪切速率、玻璃年龄和环境温度的特定组合下发生。
2016-12-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Formation of double glass in binary mixtures of anisotropic particles
我们研究了在两个维度的椭圆形和圆形颗粒的混合物中的玻璃化转变，使用取向相关的Lennard-Jones势。通过改变势、尺寸比和浓度等各向异性参数，我们实现了双玻璃，其中粒子的位置和取向都是无序的，但仍保持介观有序。椭圆在垂直或平面方向上锚定在圆形杂质周围。我们研究旋转和平移的时间-关联函数的减速。翻转运动的椭圆被激活更频繁的配置变化，后者导致结构松弛。
2013-05-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Glass-like dynamics of the strain-induced coil/helix transition on a permanent polymer network
我们研究了应力响应的步骤应变的共价键合的明胶凝胶在温度范围内，三螺旋可逆交联形成是禁止的。我们观察到缓慢的应力松弛对$T$依赖的有限渐近水平。我们表明，这是分配到应变诱导线圈$\rightarrow$螺旋过渡，以前证明了S。Courty，J.L. Gornall和E.M. Terentjev（PNAS，{ \bf 102}，13453（2005））中所述的聚合物链的一部分。弛豫过程，在第一阶段，根据拉伸指数动力学，然后跨越到终端简单的指数衰减。各自的特征时间$τ_{K}$和$τ_{f}$表现出类似阿伦尼乌斯的$T$依赖性，其中相关能量$\cal E$不相容地大于异构化过程的激活势垒高度，该过程为初级线圈$\to$螺旋转化事件设定时钟。我们尝试性地将这种玻璃状的动力学减慢归因于随机弹性介质中局部基本事件产生的机械噪声引起的长程耦合。
2016-01-28 cond-mat.soft
A Well Defined Glass State Obtained by Oscillatory Shear
我们调查的过程中的剪切熔融和再固化的胶体玻璃，直接加载后（预屈服）和一系列连续的应变扫描后（后屈服）。与屈服前玻璃相比，屈服后玻璃显示出显著的软化，并且在连续的剪切熔融方案中不存在历史效应，这表明氟化和再固化成不受残余应力影响的玻璃状态的可再现过程。然而，一个显着的滞后特性的应变扫描与增加或减少应变振幅。历史和滞后效应的出现与玻璃态的形成相一致，而在液体中没有观察到。我们可以描述的剪切熔化的发病在很宽的范围内的体积分数和频率使用最近开发的模型，它描述了长期生活的最近的邻居的损失方面的屈服过程。
2017-09-16 cond-mat.soft
History Memorized and Recalled upon Glass Transition
以应变为控制参数，研究了硫化橡胶玻璃化转变过程中的玻璃化记忆效应。提出了一个考虑温度和应变历史的唯象模型，并对实验结果进行了解释。的数据和模型表明，玻璃态记忆的时间过程中的应变玻璃化，而不是作为一个单一的参数，但作为历史本身。数据还表明，在玻璃态的不可逆变形的影响超出了本模型的范围。作者备注：接受版本的论文标题如上。PRL中出现的标题是在接受论文后由高级助理编辑更改的标题。更正过程中拒绝收回所有权。
2002-05-27 cond-mat.soft
Creep and flow of glasses: strain response linked to the spatial distribution of dynamical heterogeneities
机械性能对材料科学至关重要，特别是当它们依赖于外部刺激时。本文研究了非晶态固体，即胶体玻璃对外力的流变响应。利用共聚焦显微镜和计算机模拟，我们建立了宏观蠕变响应和微观单粒子动力学之间的定量联系。我们观察到动力学的异质性，即区域的流动性增强，保持本地化的蠕变制度，但增长的施加应力，导致稳定的流动。这些不同的行为也反映在平均粒子动力学中，通过单个粒子的均方位移和活性区域的分数来量化。这两个微观量被发现是成比例的宏观应变，尽管非平衡和非线性条件下蠕变和瞬态政权之前稳定的流动。
2015-07-10 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
The yielding transition in periodically sheared binary glasses at finite temperature
采用非平衡分子动力学模拟研究了通过瞬时淬火制备的三维二元玻璃在玻璃转变过程中的动力学行为。我们发现，随着应变振幅增加到一个临界值，势能接近较低的最小值在稳态下，而剪切应力振荡的振幅变得更大。下面的屈服过渡，储能模量占主导地位的机械响应，并在连续的周期的势能的逐渐衰减是伴随着大的非仿射位移的瞬态原子簇的大小减少。相比之下，在屈服应变以上，损耗模量增加，并且由于在多个瞬态循环之后形成跨越系统的剪切带，系统稳定在较高水平的势能。
2018-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Deformation-induced accelerated dynamics in polymer glasses
采用分子动力学模拟研究了形变对聚合物玻璃老化过程中链段动力学的影响。单个粒子的轨迹被分解成一系列的不连续的跳跃，从中我们得到三个变形协议下的松弛时间和位移的完整分布：步进应力（蠕变），步进应变，和恒定应变率变形。在实验中，在变形过程中，动力学可以加速几个数量级，并且在屈服过程中（机械恢复）完全消除了历史依赖性。老化可以解释为玻璃的弛豫时间分布中的长尾的结果，并且类似地，通过在屈服期间观察到的该分布的变窄来理解机械复原。虽然在变形下的弛豫时间分布是高度协议特定的，在每种情况下，它们可以被描述为一个通用的加速因子，只取决于应变。
2010-08-16 cond-mat.soft
Role of Fragility of the Glass Formers in the Yielding Transition under Oscillatory Shear
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
通过模拟发现，玻璃形成体的脆性影响屈服行为：脆性玻璃在充分退火后屈服点显著增加，而强玻璃则保持恒定，并引入改进的平均场弹塑性模型解释能量壁垒的作用。
2026-06-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.app-ph
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
Reversibility and hysteresis of the sharp yielding transition of a colloidal glass under oscillatory shear
眼镜的机械响应仍然难以理解。最近的研究结果表明，软玻璃的振荡流变学伴随着一个尖锐的非平衡转变的微观动力学。在这里，我们同时使用X射线散射和流变学来研究在胶体玻璃的振荡剪切中观察到的从各向异性固体到各向同性液体动力学的急剧对称性变化的可逆性和滞后性[D. V. Denisov，M. T.当湾，澳-地Struth，A. Zaccone和P. Schall，Sci. Rep. 5，14359（2015）]。我们使用应变扫描与增加和减少应变振幅表明，在类比平衡过渡，这种尖锐的对称性变化是可逆的，并表现出系统的频率依赖性滞后。使用非仿射响应形式主义的非晶态固体，我们表明，这些滞后效应产生的频率相关的非仿射结构笼重排在大应变。这些结果巩固了一阶振荡剪切过渡的性质，并通过测量和理论建模量化相关的滞后效应。
2016-03-16 cond-mat.soft
Thermal Fluctuation Driven Structural Relaxation in Undeformed Glasses: Unraveling the Evolution of Mechanical Stability
该研究通过分析热涨落诱导的未变形玻璃中的雪崩事件，揭示了系统软化机制，并提出广义应变转变区（GSTZ）概念，为统一描述力学变形与热驱动玻璃的弹塑性响应奠定基础。
2025-09-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
