Fiber bundle model under heterogeneous loading
本文研究了纤维束模型在非均匀载荷作用下的力学行为。该模型是探讨在平均场的限制，以及与局部应力集中。在平均场极限范围内，随着非均匀载荷阶数k的增加，破坏的不稳定性减小。在此极限下，在随k变化的特定无序强度下观察到脆性到准脆性的转变。另一方面，在局部应力集中起决定性作用的极限情况下，模型几乎不受这种非均匀性的影响。本文还对非均匀荷载的连续极限进行了研究和讨论。回顾了纤维束模型的一些重要结果，并详细研究了它们对我们提出的非均匀加载新方案的响应。我们的研究结果是普遍的阈值分布的性质，通过分配强度到一个单独的纤维。
2018-05-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
Maximizing the strength of fiber bundles under uniform loading
纤维系统的集体强度，每个纤维具有从分布中随机抽取的失效阈值，指示不同无序系统的最大承载能力，从无序固体、电网网络到平行道路系统中的交通。在局部失效后载荷的重新分布可以控制的许多情况下，自然需要找到最有效的重新分布方案，即，随后系统可以承载最大负载。我们在这里解决这个问题，发现答案取决于装载方式。我们解析地找到了最大强度和相应的再分配计划的突然和准静态加载。研究了随着载荷的增加，材料从部分失效到完全失效的相关相变。普遍性类被发现依赖于再分配机制。
2015-11-01 cond-mat.dis-nn 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
Slip avalanches in a fiber bundle model
本文在纤维束模型的框架下研究了无序材料在不断增加的外载荷作用下的滑移雪崩。模型的过度应力纤维不会断裂，相反，它们在粘滑事件中松弛，这可能引发整个滑动雪崩。滑移雪崩的特征在于滑移纤维的数量、滑移长度和触发雪崩的载荷增量。我们的计算表明，所有这三个量的特点是幂律分布与普适指数。我们通过分析计算和计算机模拟表明，改变滑移阈值的无序量和允许的纤维滑移的数目，系统表现出从一个只有小雪崩形成的阶段到另一个宏观滑移出现的阶段的无序诱导相变。
2010-10-19 cond-mat.dis-nn
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
Avalanche dynamics in higher dimensional fiber bundle models
我们研究了嵌入空间的维数如何影响非均质材料的微观裂纹动力学和宏观响应。使用纤维束模型与本地负载共享计算机模拟进行从1到8个维度缓慢增加外部负载到故障。通过对束的本构曲线、断裂强度和雪崩统计的分析，我们发现随着嵌入维数的增加，从局部化行为的普适类到断裂的平均场类会出现一个逐渐的交叉。两个普适性类之间的演化由指数函数形式描述。模拟结果表明，爆裂雪崩的平均时间分布的演变与系统的维数从一个强烈的不对称形状的对称抛物线特性的局部应力和均匀的应力场，分别。
2019-02-27 cond-mat.dis-nn
Scaling laws of creep rupture of fiber bundles
本文在纤维束模型的框架下研究了纤维复合材料的蠕变断裂问题。基于宏观蠕变行为的不同微观机制，提出了两种新的纤维束模型。分析和数值计算表明，在临界载荷以上，蠕变系统的变形随时间单调增加，导致在有限时间内的整体失效$t_f$，而在临界载荷以下，系统仅遭受部分失效，变形趋于恒定值，从而产生无限的寿命。研究发现，当纤维之间存在长程相互作用时，蠕变系统从下到上的临界载荷均服从普适幂律。临界点以上的复合材料的寿命具有普遍的依赖于系统的大小。
2002-09-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Record breaking bursts in a fiber bundle model of creep rupture
本文研究了非均匀材料蠕变断裂的纤维束模型中裂纹时间序列中破记录事件的统计特性。在模型中，纤维断裂是由于两种机制：缓慢积累的损伤触发类似于实验中的声发射的立即断裂的爆发。破裂过程加速，使得破裂雪崩的大小增加，而连续事件之间的等待时间减少到失败。记录事件被定义为具有比时间序列中的所有先前事件更大的大小的突发。我们分析了记录的统计集中在限制的平等负载共享（ELS）的模型和比较的结果，独立同分布的随机变量序列的记录统计。计算机模拟表明，记录的数量增长与事件数的对数，除了附近的宏观故障的指数依赖性是有证据的。这两个制度可以归因于占主导地位的小突发大小的无序和应力增强引起有效的触发扩展突发，分别。记录的大小和连续记录事件之间的增量的特征在于由幂律分布与一个共同的指数1.33显着不同于通常的ELS突发大小指数的纤维束。然而，等待时间的分布遵循相同的行为，对于低负载和高负载具有两个不同的指数。研究记录的演变，我们确定了一个负载依赖的特征尺度的系统，分离慢下来和加速的记录打破失败的做法。
2015-03-12 cond-mat.dis-nn
Cracks in random brittle solids: From fiber bundles to continuum mechanics
统计模型对于更好地理解无序在脆性无序固体中的作用至关重要。纤维束模型作为一种范式发挥着特殊的作用，在简单性和非平凡效应之间取得了很好的平衡。我们在这里介绍了一个变体的纤维束模型，其中的负载是通过一个非常顺应性的膜之间的纤维转移。这种软膜纤维束模式在一维中简化为经典的局部负荷分担纤维束模型。突出的连续极限的模型允许计算等效的纤维束的韧性，因此讨论成核的关键缺陷。韧性的计算允许绘制一个简单的连接与裂纹前沿扩展（脱钉）模型。
2015-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Fiber Bundle model with Highly Disordered Breaking Thresholds
我们提出了一个研究的纤维束模型，使用相等的负载共享动力学的纤维的断裂阈值随机绘制的幂律分布的形式$p(b)\sim b^{-1}$的范围$10^{-β}$到$10^β$。在很宽的范围内连续调整$β$的值，纤维束的临界行为进行了分析和数值研究。我们的结果是：（i）对于尺寸为$N$的纤维束，临界载荷$σ_c(β,N)$接近其渐近值$σ_c(β)$为$σ_c(β,N) = σ_c(β)+AN^{-1/ν(β)}$，其中对于$β\geq β_u = 1/(2\ln10)$，$σ_c(β)$已经通过分析获得为$σ_c(β) = 10^β/(2βe\ln10)$，对于$β<β_u$，最弱的纤维失效导致整个纤维束的灾难性破裂，类似于脆性材料，导致$σ_c(β) = 10^{-β}$ ;（ii）在纤维束完全断裂之前的断裂纤维部分具有$1-1/(2β\ln10)$的形式;（iii）大小为$Δ$的雪崩的分布$D(Δ)$遵循幂律$D(Δ)\sim Δ^{-ξ}$，其中对于$Δ\gg Δ_c(β)$为$ξ= 5/2$，对于$Δ\ll Δ_c(β)$为$ξ= 3/2$，其中交叉雪崩大小为$Δ_c(β) = 2/(1-e10^{-2β})^2$。
2015-02-18 cond-mat.dis-nn
Fiber bundle model with stick-slip dynamics
我们提出了一个通用的模型来描述的机械响应和故障的系统，经历了一系列的粘滑事件时，受到外部负载。我们将系统建模为一束纤维，其中单根纤维可以通过增加负载激活的粘滑机制逐渐增加其松弛长度。我们确定了系统的本构方程，并通过分析计算表明，在宏观尺度上的塑性响应出现硬化或软化制度。释放载荷，发生不可逆的永久变形，这取决于滑动事件的性质。对于淬火和退火的故障阈值的无序的相同的定性行为被发现，然而，在退火的情况下，塑性制度是更明显的。
2009-09-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Onset of Localization in Heterogeneous Interfacial Failure
本文用数值方法研究了在荷载作用下，两种弹性材料的界面破坏问题，采用了与弹性半空间相连的纤维束模型。我们发现，故障过程如下的等负荷分担纤维束模型没有任何可检测的空间相关性之间的位置失败的纤维，直到本地化集。局部化的开始是不稳定性，而不是相变。取决于描述弹性半空间的弹性常数，局部化设置在临界载荷之前或之后，导致界面完全失效。当调整弹性常数时，由于局部化或没有空间相关性的失效之间存在交叉，而不是相变。与先前基于与我们不同的模型的主张相反，我们发现，即使在极端局部化状态下，在达到临界载荷之前，也必须有有限部分的纤维失效。对于很小的弹性常数。我们还发现，临界载荷保持有限的弹性常数在无限大系统的极限的所有值。
2012-02-27 cond-mat.dis-nn physics.comp-ph
Towards understanding structure-function relationships in random fiber networks
本研究通过有限元模型和可解释解析方法，揭示了随机纤维网络中力链与结构-功能关系，为预测网络力学性能提供新途径。
2025-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Criticality in Fiber Bundle Model
我们报告了一种新的临界行为，在一个分散$δ_c$的光纤断裂阈值的等负载共享光纤束模型的崩溃。对于$δ< δ_c$，存在有限概率$P_b$，即最弱纤维的断裂导致整个系统的故障。对于$δ\geq δ_c$、$P_b = 0$。在$δ_c, P_b \sim L^{-η}$，使用$η\approx 1/3$，其中$L$是系统的大小。作为$δ\rightarrow δ_c$，弛豫时间$τ$遵循有限尺寸标度律发散：$τ\sim L^β(|δ-δ_c| L^α)$与$α, β= 0.33 \pm 0.05$。在$δ_c$，系统在临界载荷下发生故障，所有尺寸$s$的雪崩（断裂纤维）遵循分布$P(s) \sim s^{-κ}$，含$κ= 0.50 \pm 0.01$。我们将这种临界行为与脆性到准脆性的转变联系起来。
2014-12-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Statistical mechanics of interacting fiber bundles
我们考虑具有相互作用的准静态纤维丛模型。经典的负载分配规则被认为是，即本地，全球或衰减为幂律的距离。所有纤维都具有相同的弹性，最初是完整的，并且在从淬火无序（q.d.）分布我们感兴趣的是在给定的伸长率下，断裂纤维的构型的概率分布，在潜在的q. d.的所有可能实现上取平均。通过将阈值集合空间映射到配置空间上来访问该分布，每条路径对应于与实现的q. d.对应的束的演化。使用微扰方法可以获得这种分布的相互作用中的领先顺序。这将该系统映射到经典的统计力学模型上，即渗透、标准或广义伊辛模型，这取决于在负载分配规则中选择的相互作用的范围。这与Q.D.基于系统的标准经典力学，这允许导出系统的可观测量，例如相关长度。形式上等效于温度和化学势的热力学参数是外部施加变形的函数，具体取决于载荷分配规则和q. d的选择分布
2006-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
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
Fractal frontiers of bursts and cracks in a fiber bundle model of creep rupture
本文研究了非均匀材料蠕变断裂过程中产生的破裂波的几何结构。基于局部负载分担的纤维束模型，我们表明，爆发是紧凑的几何对象，然而，其外部边界具有分形结构，反映了它们的增长动力学。的周长分形维数的突发被证明具有独立的外部负载和系统中的无序量的普遍值1.25。我们推测，根据他们的几何特征打破突发落在普适类的循环擦除自避免随机游动周长分形维数5/4类似的阿贝尔沙堆模型的雪崩。随着破裂逐渐覆盖整个前缘，破裂发生的裂纹前缘的分形维数从1增加到1.25。
2015-12-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
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
Failure time in the fiber-bundle model with thermal noise and disorder
在具有淬火无序和热噪声的纤维束模型中，对宏观断裂的平均起始时间进行了解析和数值研究。我们找到了一个隐式的精确表达式的故障时间在低温极限，准确地证实了直接模拟。无序的影响是降低能垒。
2002-06-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Size scaling of failure strength with fat-tailed disorder in a fiber bundle model
本文研究了当微观无序度受厚尾分布控制时，非均质材料宏观断裂强度的尺寸标度。我们考虑一个纤维束模型，其中单根纤维的强度在有限范围内由幂律分布描述。通过改变幂律指数和纤维强度的上限来调节无序度，在等载荷分担的极限下，揭示了一个惊人的尺寸效应：对于小的系统尺寸，束强度随着纤维的数量而增加，并且非均匀材料的通常减小的尺寸效应仅在超过特征尺寸时恢复。我们分析表明，纤维的强度的极端顺序统计是负责这种特殊的行为。分析计算机模拟的结果，我们推导出一个标度形式，它描述了整个系统尺寸范围内的微观无序的参数上的纤维束的宏观强度的依赖关系。
2017-09-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Crossover Behavior in Burst Avalanches of Fiber Bundles: Signature of Imminent Failure
被认为是许多纤维束，统计分布的阈值为个别纤维的故障，并在一个爆裂的纤维所携带的负载是均匀分布在幸存的成员。在击穿过程中，发生了由多个纤维同时断裂组成的雪崩，这种雪崩的幅度Delta的分布为D（Delta）。我们证明了，对于某些阈值分布，在两个幂律D（Delta）与Delta^（-xi）成比例的情况下，xi=3/2或xi=5/2，存在D（Delta）的交叉行为。后者被认为是一般的行为，我们给出了条件，D（德尔塔）正比于德尔塔^（-3/2）的行为被视为。这种交叉是光纤束中即将发生灾难性故障的信号。我们发现在熔丝模型中有相同的交叉行为。
2005-01-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Bursts in a fiber bundle model with continuous damage
我们研究了最近引入的连续损伤纤维束模型的本构行为，损伤过程，和爆裂的性质。根据它的两个参数，该模型提供了各种类型的本构行为，包括宏观塑性。得到的分析结果表征沿塑性平台下的应变控制加载的损伤过程，此外，应力控制的实验，我们开发了一种模拟技术，并探讨了数值上的分布假设无限范围的相互作用的纤维断裂的突发。模拟结果表明，在一定条件下，幂律分布的爆发出现的指数显着不同的平均场指数5/2。构造了表征可能的突发分布的模型的相图。
2001-07-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Transition from localized to mean field behaviour of cascading failures in the fiber bundle model on complex networks
我们研究了复杂网络中纤维束的破坏过程，重点研究了纤维强度无序度对从局域场行为向平均场行为转变的影响。从一个规则的正方形格子开始，我们应用Watts-Strogatz重布线技术，在负荷传输网络中引入远程随机连接，并分析了如何最终强度的束和故障级联的大小的统计变化时，重布线概率逐渐增加。我们的计算表明，网络节点的强度无序程度对局域场到平均场的转变有着重要的影响。特别是，我们表明，过渡集在一个有限值的重新布线的概率，转移到更高的值作为程度的混乱减少。该过渡被限制在一个明确定义的无序范围内，因此存在节点强度的阈值无序，低于该阈值无序，网络结构的随机化既不提供系统的整体承载能力也不提供级联容限的任何改进。在低无序度下，完全随机网络是最稳定的网络，而在高无序度下，在较低的结构随机性下获得最佳级联容限。基于网络结构和强度无序的相互作用，我们构建了一个分析论点，它提供了一个合理的描述的数值结果。
2022-02-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
