Scaling in the time-dependent failure of a fiber bundle with local load sharing
研究了具有局部负载分担的含时纤维丛模型的标度行为。当纤维束接近完全失效时，纤维的断裂速率根据$r(t)\propto (T_f-t)^{-ξ}$发散，其中$T_f$是纤维束的寿命，而$ξ\approx 1.0$是一个相当普遍的标度指数。束$<T_f>$的平均寿命与系统尺寸成比例，为$N^{-δ}$，其中$δ$取决于单个纤维的分布以及击穿规则。
1998-11-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Local load sharing fiber bundles with a lower cutoff of strength disorder
我们研究了纤维束的破坏特性与有限的下截止的强度无序变化的范围之间的相互作用的极限情况下，完全全球和完全本地的负载共享。计算机模拟表明，在任何范围内的负载重新分配存在一个临界的切断强度，在那里的宏观响应的束变得完全脆，即线性弹性行为获得的全局故障，这发生灾难性的少数纤维断裂后。作为最近的平均场研究的延伸[物理学评论快报。95，125501（2005）]，我们证明，接近临界截止，断裂纤维的突发的尺寸分布显示出一个交叉到一个普适的幂律形式与指数3/2的相互作用的范围无关。
2006-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Effect of localized loading on failure threshold of fiber bundles
我们调查的一组相互关联的元素的全局失效阈值，当有限部分的元素最初共享一个外部施加的负载。研究是在随机纤维束模型的框架下进行的，其中纤维是连接在两个板之间的线弹性物体。系统的故障阈值随着负载最初施加在其上的系统的分数而非单调地变化，只要在局部故障之后的负载共享机制足够宽。在这种情况下，存在初始载荷分数的有限值，对于该初始载荷分数，系统上的损伤将是最大的，或者换句话说，对于初始载荷分数的有限值，全局失效阈值将是最小的。然而，当载荷分担足够局部时，初始载荷分数的这个特定值会变为零。这样的交叉行为，看到的一维和二维版本的模型，可以提供非常有用的信息与随机故障阈值的互联系统的稳定性。
2018-07-06 cond-mat.stat-mech
Universality Class of Fiber Bundle Model on Complex Networks
我们研究的纤维束模型的框架内的复杂网络的故障特性的本地负载分担规则，其中的负载断裂的纤维只转移到它的邻居纤维。虽然负载分担是严格的本地，它被发现，关键的行为属于普遍性类的全球负载分担的负载是平等地转移到系统中的所有纤维。从数值模拟和应用到微观行为的分析方法，它揭示了一个单一的主导枢纽集群的出现，断裂纤维导致的全球负载分配效应在故障过程中。
2005-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Failure properties of fiber bundle models
研究了纤维束在外加载荷作用下连续断裂时的破坏特性。我们采取了两种极端的模型：等负载共享模型（民主纤维束）和本地负载共享模型。假设纤维的强度在有限区间内随机分布。民主纤维束在临界应力（每根纤维的载荷）下表现出可解的相变。在临界点附近解析地得到了动态临界行为，并发现临界指数具有普适性。当纤维强度分布具有较低的截止值时，该模型也表现出类似弹塑性的非线性变形行为。我们解析地解决了民主束中的疲劳失效问题，其行为定性地与实验观察一致。通过数值计算得到了局部荷载分担束的强度，并与已有的结果进行了比较。最后，我们用磁模型（伊辛模型）映射了纤维束的破坏现象，解决了在高维空间研究纤维束破坏性质的模糊性。
2003-07-30 cond-mat.stat-mech
Cooperative dynamics in the Fiber Bundle Model
本文讨论了纤维束模型中的协同失效动力学问题，其中单个单元或纤维是具有相同弹性常数但不同断裂强度的虎克弹簧。当光纤束受到应力或应变时，特别是在等载荷分配方案中，失效光纤所承受的载荷由其余幸存光纤平均分担。这种平均场类型的统计功能（没有波动）的负载分担机制，帮助主要的分析发展的研究中的模型和精确的比较与模拟结果的断裂动力学。我们打算对这些事态发展作一简要回顾。
2020-12-23 cond-mat.stat-mech
Creep rupture of viscoelastic fiber bundles
研究了粘弹性纤维束在单轴恒定拉伸载荷下的蠕变断裂。本文提出了一种新的纤维束模型，它将纤维的粘弹性本构行为和应变控制断裂结合起来。分析和数值计算表明，在临界外载荷以上，系统的变形随时间单调增加，导致在有限时间$t_f$的全局失效，而在临界载荷以下，变形趋于恒定值，从而产生无限的寿命。我们的研究表明，两种状态之间的过渡性质，即$t_f$在临界载荷$sigma_c$下的行为，强烈依赖于载荷分担的范围：对于全局载荷分担，$t_f$在$σ_c$处具有幂律发散，其普适指数为0.5，然而，对于局部载荷分担，过渡变得突然：在临界负载处，$t_f$跳变到有限值，分别类似于二阶和一阶相变。还研究了蠕变过程中管束的声学响应。
2001-03-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Failure properties of loaded fiber bundles having a lower cutoff in fiber threshold distribution
纤维阈值分布下限的存在会影响纤维束在外载荷作用下的失效特性。我们调查这种可能性，在一个平等的负载共享（ELS）的纤维束模型和本地负载共享（LLS）的。我们分析表明，在ELS模型中，临界强度得到修改，由于下限的存在，它成为有界的上限。虽然磁化率和弛豫时间的动态指数保持不变，雪崩尺寸分布显示出永久偏离平均场幂律。在LLS模型中，我们解析地估计了下限截止值的上限，在该上限之上，束在一个瞬间失效。此外，系统的大小变化的束的强度和雪崩统计表现出强烈的依赖于较低的截止水平。
2005-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Size scaling of failure strength at high disorder
本研究基于纤维束模型与极值顺序统计量，揭示了厚尾局域强度分布下材料无序度、载荷分担机制与尺寸对极限强度标度行为的调控规律。
2023-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Fracture model with variable range of interaction
我们引入了一个纤维束模型，其中纤维之间的相互作用是由一个可调的应力传递函数，它可以插在两个极限情况下的负载重新分配，全球和当地的负载分配计划。通过改变相互作用的范围，数值研究了模型的几个特征，并得到了从平均场到短程行为的交叉。这两个制度的属性和出现之间的交叉探索通过数值研究的依赖性的材料的最终强度的系统的大小，雪崩的破碎的分布，和破碎的纤维的簇的大小。最后，我们分析了集群大小分布的矩，以准确地确定观察到交叉的值。
2002-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Failure process of a bundle of plastic fibers
我们提出了一个扩展的纤维束模型，考虑到失败的纤维仍然进行了一小部分$0 \leq α\leq 1$的失败负载。$α$值介于纤维的完全脆性破坏$(α= 0)$和完全塑性行为$(α=1)$之间。我们发现，有限的承载能力的断裂纤维束的失败过程中有很大的影响。在全球负载共享的情况下，它被发现，对于$α\to 1$的宏观响应的束成为完全塑性的屈服应力等于平均纤维强度。在微观层面上，雪崩的大小分布有一个交叉的幂律指数$\approx 2.5$到一个更快的指数衰减。对于局部载荷分担，计算机模拟显示了一个急剧的过渡，在一个明确定义的值$α_c$从一个阶段，其中宏观故障发生由于本地化的结果，局部应力增强，到另一个无序的纤维强度占主导地位的损伤过程。通过对损伤区微观结构的分析，证明了这种相变类似于渗流。在临界点$α_c$处，损伤簇是紧密的，具有分形边界。纤维断裂的突发分布表现出幂律行为，其普适指数$\approx 1.5$等于临界强度分布的纤维束的平均场指数。该模型可用于理解胶合界面的剪切失效，其中失效区域仍可通过保持接触来传递载荷。
2006-07-07 cond-mat.stat-mech
Can we predict the failure point of a loaded composite material?
作为复合材料的模型，选择了纤维束模型-其中纤维束受到外部载荷并且纤维具有分布阈值。对于不同的加载条件，这样的系统显示出很少的前兆，表明完全破坏是迫在眉睫的。当外部负载准静态地增加时，产生不同尺寸的\textit{bursts}（失效纤维的数量）。突发统计数据显示，在故障点附近有一个稳健的交叉行为，平均突发大小似乎在故障点附近发散。当载荷以离散方式增加时，敏感性和松弛时间随着接近失效点而发散。当管束过载（外载荷大于临界载荷）时，在接近崩溃点的一半处，断裂速率最小。能量爆发的模式和统计数据显示出低于临界和过临界负荷水平的特征差异。
2010-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Time evolution of damage under variable ranges of load transfer
研究了纤维束模型中损伤随时间的演化，其中纤维间的相互作用范围通过最近引入的可调应力传递函数而变化。我们发现，在静态的情况下，材料的寿命表现出从平均场到短程行为的交叉。数值计算表明，发生跃迁的值取决于系统的无序度。最后，我们对失效过程进行了微观分析。我们的研究结果证实，最大的裂纹的增长动力学是根本不同的两个限制制度的负载转移在第一阶段的断裂。
2002-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Dynamical crossover between the infinite-volume and empty-lattice limits of ultra-cold fermions in 1D optical lattices
与典型的凝聚态系统不同，装载到光晶格中的超冷原子允许单独控制粒子数量和系统大小。因此，有两个不同的“热力学”限制，可以定义为这些系统：i）“无限体积限制”在恒定的有限密度，和ii）“空晶格限制”在恒定的粒子数。为了探讨这两个限制和它们的交叉之间的差异，我们考虑一个部分占据的晶格和研究的非相互作用的费米子和费米子相互作用的平均场水平到未占区域的运输。在无限体积极限下，出现有限稳态电流。另一方面，在空晶格极限中，不存在有限的稳态电流。通过改变初始填充，我们找到了两个极限之间的平滑交叉。我们的预测可以使用现有的实验工具进行验证，并证明了孤立的小系统，如超冷原子和传统的凝聚态系统之间的根本区别。
2012-06-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
A Renormalization Group Procedure for Fiber Bundle Models
我们介绍了两个版本的重整化群计划的等负荷分担纤维丛模型。重整化群是基于用损伤力学的语言表述纤维束模型。一个中心概念是在纤维束上产生给定损伤所做的功。重整化群保持了这个功。在重整化群的第一个版本中，我们利用了对单个纤维强度的排序。这个过程是比较简单的一个，给出了精确的结果-但不能推广到其他纤维束模型，如局部载荷分担模型。基于单个纤维的物理位置的第二重整化群方案可以推广到其他纤维束模型。
2018-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Filament flexibility enhances power transduction of F-actin bundles
对负载的障碍物生长的肌动蛋白纤维束的动态行为进行了研究，通过一个广义版本的标准的多纤维布朗棘轮模型，其中（去）聚合的纤维被视为不是刚性杆，但作为半柔性离散蠕虫状链的持久性长度的现实值。通过随机动力学模拟，我们研究了超临界条件下一束具有交错排列的$N_f$纤维对谐波陷阱载荷的弛豫。由于室壁运动和细丝尺寸松弛之间的时间尺度分离，模仿现实条件，这种设置使我们能够在所探索的捕获力/尺寸范围内从单个实验中提取完整的载荷-速度曲线。我们观察到在三种不同束长$L$的情况下，稳定的非平衡态的系统演化.第一阈值长度$Λ$标记刚性动态状态（$L<Λ$），其特征在于通常的刚性长丝载荷-速度关系$V(F)$，和柔性动态状态（$L>Λ$），其中速度$V(F,L)$是固定载荷$F$下束长度$L$的增函数，该增强是由于柔性引起的细丝之间的工作分担水平的提高的结果。第二临界长度对应于不稳定状态的开始，该不稳定状态的特征在于形成逃逸丝的高概率，逃逸丝开始横向生长，因此不再参与聚合力的产生。这种现象会阻止捆绑包在此临界长度处达到与完美负载共享对应的极限行为。
2018-12-19 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.comp-ph
Relaxation dynamics in strained fiber bundles
在施加外部载荷的情况下，具有从概率分布随机采样的单个纤维强度阈值的全局载荷分担纤维束模型将松弛到平衡态，或完全纤维束分解。松弛可以被看作是在一系列步骤中发生的。在第一步中，所有比施加的应力弱的纤维都失效。当总载荷重新分布在幸存的光纤上时，会出现一组二次光纤故障，等等。对于具有有限数量光纤的束，该过程在有限数量的步骤$t$之后停止。通过模拟和理论估计，确定了对于亚临界和超临界应力，$t$如何依赖于应力，即每根光纤的初始载荷。双边临界发散的特征在于指数为-1/2，与光纤阈值的概率分布无关。
2007-01-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Evolution of burst distribution in fiber bundle model
我们考虑一个纤维束模型，具有相等的负载分担和均匀分布的击穿阈值。采用统一的概率论方法描述了连续和离散载荷作用下的纤维束。结果表明，尺寸为d的雪崩分布D（d）与束载荷步数之比正好对应于尺寸为d的破裂概率。研究了D（d）的s -幂律分布指数随加载步长和束尺寸的变化规律。结果表明，s不依赖于束的大小。在数值实验中，得到了纤维束尺寸N=10^10时s对加载步长的依赖关系。通过数值模拟，得到了各加载阶段纤维破裂的分布规律。结果表明，这种分布类型的变化是s值在-3 - -5/2范围内演变的原因。
2012-02-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermodynamics of fiber bundles
最近的一个理论，确定无序固体的固体累积损伤的性质被施加到特殊情况下的纤维束与全球负载共享，并在这种情况下被证明是准确的。该理论假设，观察到一个给定的紧急损伤状态的概率是通过最大化的紧急熵所定义的香农受到能量约束。这个理论产生了已知的精确结果的纤维束模型与全球负载共享和持有任何淬火无序分布。它进一步定义了熵如何作为应力的函数而演化，并明确地表明了温度和熵的概念是如何出现在一个所有统计都来自初始淬火无序的问题中的。一个以前没有注意到的相变示出存在的熵通过一个最大值。在一般情况下，这种熵最大过渡发生在应变历史中的一个不同的点比应力最大过渡的精确位置完全取决于淬火无序分布。
2002-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
