Surface waves in a deformed isotropic hyperelastic material subject to an isotropic internal constraint
各向同性弹性半空间被预应变，使得应变的两个主轴位于边界平面内，边界平面本身保持无牵引。材料受到任意性质的各向同性约束。表面波在应变的主轴的方向上沿着边界表面正弦地传播，并且远离表面衰减。精确的长期方程是由这样一个主表面波的直接方法推导出来的;它是三次的，其平方与波速的平方成线性关系。对于预应变材料，用零代替平方波速给出了一个明确的分叉或稳定性判据。给出了表面波存在唯一的条件。分叉准则推导出特定的应变能的情况下，四个各向同性的约束：不可压缩性，贝尔，恒定面积，和埃里克森。在每种情况下调查，分叉标准被发现是一个普遍的性质，因为它只取决于主拉伸，而不是材料常数。还介绍了与动脉壁力学表面稳定性有关的一些结果。
2013-04-24 cond-mat.soft
On Magnetoacoustic Waves in Finitely Deformed Elastic Solids
在本文中，在准静磁近似的背景下，我们研究增量运动叠加在一个静态的有限变形的磁弹性材料中存在的一个施加磁场。显式表达式获得相关的磁声（或磁弹性模量）张量的情况下，不可压缩的各向同性磁弹性材料，然后这些被用来研究增量平面波的传播。的传播条件推导出的广义声学张量和结果示出通过获得明确的公式在两种特殊情况下：第一，当材料未变形，但受到均匀的偏置场和第二磁弹性相互作用的原型模型在有限变形制度。结果提供了一个磁敏弹性体的材料参数的实验测定的基础上，从测量的增量波的速度为不同的预应变，偏置磁场，和传播方向。
2013-02-06 cond-mat.soft
Plane-polarised finite-amplitude shear waves in deformed incompressible materials
本文研究变形超弹性不可压缩固体中两列有限振幅平面剪切波的叠加传播，证明 Mooney-Rivlin 材料中运动方程线性且方向、极化任意，并通过渐近分析揭示其他材料的非线性起始。
2024-03-02 cond-mat.soft math.AP
Finite-amplitude inhomogeneous plane waves in a deformed Mooney-Rivlin material
研究了有限振幅线偏振非均匀横向平面波在Mooney-Rivlin材料中的传播。它表明，这样的波是可能的，提供的方向的法线的平面的恒定相位和法线的平面的恒定振幅是正交的和共轭的B-椭球，其中B是左柯西-格林应变张量对应于初始变形。对于这些波，它被发现，即使该系统是非线性的，能量通量的结果仍然是相同的经典线性弹性理论中的相应结果。副产品的结果是新的精确的静态解的Mooney-Rivlin材料。
2013-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Non-destructive mapping of stress, strain and stiffness of thin elastically deformed materials
了解软材料内部的应力对于基础研究和实际应用具有重要意义，例如软物质器件、生物材料工程和医学科学。然而，以非侵入性的方式原位测量应力场具有挑战性。如果材料的机械性能未知或被应力改变，则变得更加困难。在这里，我们提出了一个强大的非破坏性的技术，能够测量原位应力和应变的弹性变形薄膜，而不需要知道他们的材料特性。该技术是基于测量弹性波的速度，然后使用一个通用的频散曲线，我们推导出的兰姆波预测局部应力和应变。使用光学相干断层扫描，我们实验验证了橡胶片，保鲜膜，皮革皮肤的乐器的方法。
2022-01-05 cond-mat.soft physics.app-ph physics.class-ph
Inhomogeneous "longitudinal" plane waves in a deformed elastic material
均匀各向同性可压缩阿达玛材料具有这样的性质：当材料保持在任意有限静态均匀变形状态时，无限小的纵向均匀平面波可以在每个方向上传播。这里，关于波，“均匀”意味着波的传播方向平行于最终衰减的方向，并且“纵向”意味着波在平行于传播方向的方向上线性偏振。换句话说，位移的形式为u = n cos k（n.x - ct），其中n是实向量。可以看出，阿达玛材料是最一般的一个，其中的“纵向”不均匀平面波也可以在任何方向上传播的预变形体。这里，“非均匀”意味着波在与传播方向不同的方向上衰减，而“纵向”意味着波在包含这两个方向的平面中椭圆偏振。换句话说，位移具有形式u = Re {S exp[i（ω S. x-ct）]}，其中S是复向量（或双向量）。然后引入了广义Hadamard材料。它是最普遍的均匀各向同性可压缩材料，允许传播无限小的“纵向”非均匀平面圆偏振波的所有选择的各向同性定向双矢量。最后，对于均匀变形的各向同性弹性材料，找到了响应函数的最一般形式，其中“纵向”非均匀平面波可以在B^n-椭球的中心圆形截面的两个平面中的每一个中以圆偏振传播，其中B是对应于原始纯均匀变形的左柯西-格林应变张量。
2013-04-08 cond-mat.soft math-ph math.MP
Effective dielectric tensor of deformed-helix ferroelectric liquid crystals with subwavelength pitch and large tilt angle
短节距变形螺旋铁电液晶作为活性材料在显示器、光学遥测和生物医学器件中具有许多应用。在本文中，我们推导出方便的解析公式来计算这些材料的有效介电张量超出空间平均近似。通过与精确的数值计算比较，我们表明，我们的公式是非常准确的预测光学性质，在几乎所有的实际情况下，包括大倾角的重要情况下，空间平均近似打破。我们还提出了两个互补的方法之间的比较扩展介观介电张量与介观传输矩阵，推导出的有效传输矩阵的表达式作为一个无限的扩展和明确计算相应的有效介电张量的第一次。我们的结果表明，这两种方法给出准确的预测时，双光子散射项被考虑在内。
2018-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Stretch formulations and the Poynting effect in nonlinear elasticity
左柯西-格林变形张量$\mathbf{B}$（或右$\mathbf{C}$）的第二不变量被认为在非线性弹性力学中起着重要作用。广义的新胡克材料，它只依赖于第一不变量，导致普遍的关系，与实验数据相冲突，未能显示重要的力学行为（如坡印亭效应在简单的剪切），并可能无法提供一个令人满意的链接与中尺度。然而，第二不变项不是高阶应变对能量的贡献，这使我们反思neo-Hookean材料的不完整性。而不是通常的Cauchy-Green弹性公式，我们从左拉伸$\mathbf{V}= \sqrt{\mathbf{B}}$和贝尔应变$\mathbf{E}_{\text{Bell}} = \mathbf{V}-\mathbf{I}$公式的角度研究这个问题。这些张量的不变量提供了与$\mathbf{B}$不同的解释，并且与不同类别的材料相关联。我们采用的主要例子是一般各向同性能量二次贝尔应变，二次毕奥材料。尽管像新胡克一样在拉伸方面是二次的，但这种材料在简单剪切中呈现出经典和反向坡印廷效应，其方向作为$\mathbf{E}_{\text{Bell}}$的第二不变量的共轭常数的函数而切换。它的第二法向应力也呈现出局部最大值作为剪切量的函数，这是在Mooney-Rivlin固体中没有观察到的转变。此外，即使是贝尔应变线性的瓦尔加模型，在简单的剪切波印廷，这提出了一个问题，为什么这是不正确的格林-拉格朗日应变线性…
2022-11-07 cond-mat.soft physics.class-ph
The Intriguing Flow Behavior of Soft Materials
在室温下能因热应力而变形的材料称为软材料。包含均匀分布在流体相中的固体颗粒的胶体悬浮液（例如，烟、雾、墨水和牛奶）、乳液（蛋黄酱、乳液和奶油）、糊剂（番茄酱、牙膏）、颗粒介质（一袋米或沙子）和聚合物凝胶（多糖凝胶）可以被归类为软材料，并且在家庭和工业装置中普遍存在。软质材料具有丰富的流动和变形特性，如剪切变稀或触变性、剪切增稠或粘性、非零法向应力和屈服应力等。本文解释了软质材料的一些神秘的流动特性。
2020-12-24 cond-mat.soft
Finite-amplitude inhomogeneous plane waves of exponential type in incompressible elastic materials
证明了椭圆偏振有限振幅非均匀平面波在各向同性弹性材料中不可能传播。所考虑的波是谐波的时间和指数衰减的方向不同的传播方向。无论材料是无应力的还是均匀变形的，结果都是成立的。
2013-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Bridging Microscopic Dynamics and Hydraulic Permeability in Mechanically-Deformed Nanoporous Materials
通过分子模拟研究机械应力下柔性纳米多孔材料中的流体流动，揭示孔隙力学性质对流动的影响，并利用吉布斯分割面概念将吸附热力学与达西渗透率统一关联，验证了集体扩散率与水力渗透率的关系。
2024-03-28 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Shear-wave manipulation by embedded soft devices
超弹性变换理论证明，利用新胡克材料，通过适当的预变形，可以设计出具有多种功能的剪切波操纵装置。然而，这些设备如何与它们嵌入的背景介质相匹配仍然是难以捉摸的。在这项工作中，我们提出了一个系统的制定之间的未变形和预变形超弹性材料的界面处的弹性波的透射和反射。结合理论分析和数值模拟，我们专门研究了剪切波从未变形的neo-Hookean材料到不同均匀变形的材料的传播。在三种典型的变形模式中，我们发现“约束”单轴拉伸和简单剪切保证总传输，而“普通”单轴拉伸和静水压力引起波反射。在此基础上，提出了三种嵌入式剪切波操纵装置，包括单向斗篷、可拼接光束弯曲和凹透镜，并通过数值模拟进行了验证。该工作为软物质控波装置的设计和实现奠定了基础。潜在的应用可以预期在无损检测，结构冲击保护，生物医学成像和软机器人。
2019-09-02 cond-mat.soft physics.app-ph
Smooth waves and shocks of finite amplitude in soft materials
近年来发展起来的软质材料表现出非线性波传播特性，在能量捕获、冲击缓冲和波聚焦等方面具有潜在的应用价值。本文研究了受横向和轴向冲击复合作用的大变形材料，并研究了由此产生的非线性波。我们确定的影响，预变形和所采用的本构模型的诱导运动的依赖性。我们分析了新Hookean本构模型，并表明它不能捕捉剪切冲击和拉伸诱导的冲击，在软材料的实验结果相比。我们发现，Gent本构模型预测，压缩冲击可能不足以引起一个准压力冲击-但它可能会引起一个准剪切冲击，拉伸冲击可以触发准压力冲击-并可能同时触发一个准剪切冲击，与实验数据一致。我们表明，拉伸冲击必须大于一个计算的阈值，诱导冲击，并表明，这个阈值降低了预剪切的应用。
2019-01-02 cond-mat.soft
Nonlinear transverse waves in deformed dispersive solids
我们提出了一个唯象的方法，在非线性弹性色散。提出了一个简单的，热力学的声音，本构模型来描述（非耗散）性能的超弹性分散固体，而不求助于一个微观结构或特殊的几何形状。结果，非线性和色散波可以在这种固体中传播，并出现特殊的波，一些经典的（无限延伸的周期波或脉冲孤立波），一些奇异的（紧支撑的扭结或脉冲波）。我们证明，对于不可压缩色散幂律固体和四阶弹性固体，孤立波只能在线性横向极化的情况下存在。我们还研究了预拉伸和硬化的影响。我们提供与其他（准连续，渐近）理论的链接，特别是，一个适当的渐近多尺度扩展专门我们的精确运动方程的矢量MKdV方程，任何超弹性材料。
2013-03-09 cond-mat.soft nlin.PS
Counter-intuitive results in acousto-elasticity
我们提出的例子体波和表面波在变形的固体中传播的最慢和最快的波不沿最小和最大的拉伸方向，分别。这些结果与最初各向同性固体中声弹性原理的公认理论、实践和实施背道而驰。例如，我们发现，在镍和钢中，一旦这些固体变形，最快的波就沿着最大压缩的方向，而不是最大拉伸的方向（反之亦然，对于最慢的波）。此外，我们发现，当某些材料受到小而有限的变形时，波速的其他极值会出现在非主方向上。例子包括镍、钢、聚苯乙烯和某种水凝胶。这些“非主极值波”的存在使非破坏性确定极端应变方向的协议复杂化。
2020-09-04 cond-mat.soft
Cutting holes in bistable folds
折叠的盘是双稳态的，因为它可以通过折叠上的小的高度变形区域中局部化的弹性能量而弹出到反转状态。切掉这个奇异性会使周围的材料松弛，当孔的尺寸达到临界尺寸时，会导致双稳态的损失。这些尺寸是强各向异性的，并且具有令人惊讶的凹入行为，使得去除额外的材料可以重新稳定反转状态。一个模型的表面作为一个广泛的环形可展带被发现捕捉定性的观察实验和模拟。这些现象是必然的力学和设计的褶皱弹性片，可展开的表面，折纸和kirigami，和其他部署和顺应性的结构。
2021-05-24 cond-mat.soft
Shear Induced Fluidization Of Thermal Amorphous Solids
通过计算机模拟研究了非晶态固体在外加载荷作用下的剪切诱导流化过程，研究了变形态的弛豫动力学。对热玻璃材料进行恒速率的简单剪切变形。在非仿射位移场的基础上，研究了剪切局部化和塑性形变随应变的不均匀性。均方位移显示了随着应变颗粒的流动性增强，表明材料的流化。利用时间关联函数，我们估计了剪切玻璃的弛豫时间。当材料失去其固体性质并最终变成液体状时，观察到弛豫时间的显著减少直到屈服点。最后，通过计算剪切应力松弛，研究了静态试样的记忆对剪切熔融玻璃流变特性的影响。我们发现，在我们的系统中，一个有限的持续残余应力，持续时间超过实验观察时间。
2021-12-05 cond-mat.soft
On structured surfaces with defects: geometry, strain incompatibility, internal stress, and natural shapes
给定结构化表面上的缺陷分布，例如由二维晶体材料、液晶表面和薄夹层壳表示的那些缺陷，产生的应力场和变形形状是什么？出于这种考虑，我们首先分类，并量化，平移，旋转和测量缺陷允许在一个广泛的结构化表面类。与应变的适当的概念，缺陷密度，然后示出的应变不相容性的来源出现。应变不协调关系，以及应变分解为弹性和塑性部分的适当运动学假设，以及应力平衡关系，以及材料响应的适当选择，为确定内部应力场和变形形状提供了必要的方程。我们证明了这一点，通过应用我们的理论Kirchhoff-Love壳的运动学，允许小的表面应变，但适度大的旋转。
2017-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft math-ph
Ultra-delayed material failure via shear banding after straining an amorphous material
本研究预测非晶材料在变形后极长时间可能突然发生灾难性破坏，通过模拟三种模型证明其机制为超延迟剪切带不稳定性，该现象可能普遍存在并对材料加工与性能产生重要影响。
2025-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Are granular materials simple? An experimental study of strain gradient effects and localization
实验测试了剪应力对前两个剪应变梯度的依赖性。测试进行了直接数值模拟，使用离散元法（DEM）上的一个大的二维（2D）组装的圆盘。通过向材料区域施加体积力，将组件强制成不均匀变形的形状。试验结果表明，剪应力受第一、第二剪应变梯度的影响，应变及其梯度的实测响应均为增量非线性。膨胀率不受应变梯度的影响。粒子旋转，虽然非常不稳定，平均而言，与平均场旋转一致，不受应变梯度的影响。在独立的无约束测试中，材料在没有体力的情况下被剪切，因此可以自由地发生定位。三个本地化模式进行了观察：在非常小的应变微带;非持久性剪切带在中等应变;和持久性带在大应变。观察到的微带和剪切带的特征与实测的剪切应变及其前两阶导数的影响是一致的。
2019-01-01 cond-mat.other cond-mat.soft
Nonlinear Elasticity in Biological Gels
与大多数合成材料不同，生物材料在变形时通常会变形。这种非线性弹性反应，对某些组织的生理功能至关重要，至少从19世纪开始就有文献记载，但其分子结构和设计原理尚不清楚。目前这种反应的模型需要每种材料特有的几何复杂的有序结构。在这篇文章中，我们表明，一个简单得多的分子理论占应变硬化在广泛的分子不同的生物聚合物凝胶从纯化的细胞骨架和细胞外蛋白质形成。这一理论表明，半柔性链系统，如丝状蛋白质排列在一个开放的交联网络总是在低应变，而不需要一个特定的架构或具有不同的内在刚度的多个元素。
2004-06-01 cond-mat.soft q-bio.SC
Surface tension and the strain-dependent topography of soft solids
当在一个方向上拉伸时，大多数固体在横向上收缩。然而，在软硅凝胶中，我们观察到小规模的形貌特征在拉伸时生长。地形的定量分析表明，这种反直觉的响应几乎是线性的，使我们能够通过小应变分析来解决它。我们发现，令人惊讶的增加小规模的地形与拉伸是由于一个微妙的相互作用的体积和表面应变的反应。具体地说，我们发现，表面张力的变化，材料是变形。这种反应是预期的固体材料的一般理由，但挑战的标准描述的凝胶和凝胶表面。
2021-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Hydrodynamic description of (visco)elastic composite materials and relative strains as a new macroscopic variable
根据特定需要调整材料特性的一种可能性是将一种物质的单元嵌入另一种物质的基质中。甚至在操作期间容易调节的材料也可以以这种方式产生。在（粘）弹性物质中，基质材料以及内含物和/或它们的直接环境都可以动态变形。如果夹杂物及其周围环境的典型动态响应时间接近宏观响应时间，则需要将其变形过程纳入动态宏观表征。沿着这些路线，我们提出了（粘）弹性复合材料的流体动力学描述。为此，额外的应变变量反映了夹杂物的状态及其直接环境。这些额外的应变变量一般不设置由粗粒度的宏观位移场。除此之外，在我们的推导过程中，我们还包括以前在不同背景下引入的相对平移和相对旋转的宏观变量。作为一个中心点，我们的方法揭示了一个新的宏观变量的重要性：相对应变。我们分析了两个简化的最小示例几何作为说明。
2016-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
