Residual stress distributions in athermally deformed amorphous solids from atomistic simulations
用原子模拟技术研究了控制非热非晶态固体塑性流动统计特性的局部残余应力分布（失稳阈值）。对于静态配置，分布有一个pseudogap（幂律）的形式与全球收益统计的指数，同意。一旦变形开始，伪间隙区域在小的残余应力下让位于系统尺寸相关的平台，这可以从塑性事件之间的局部残余应力{ \em差异}的统计中理解。结果进一步表明，局部屈服应力在非晶态固体的变化，即使给定的区域不参与塑性活动。
2020-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Predicting plastic flow events in athermal shear-strained amorphous solids
我们提出了一种方法来预测一个通用的非晶态固体将失败的塑性响应（即不可逆变形）的外部应变的值，仅基于非线性弹性模量的测量。虽然通常被认为是根本不同的，与描述可逆的现象和塑性破坏的不可逆行为的弹性性能，我们表明，一些非线性弹性模量的知识是足够的预测塑性集。
2010-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spatiotemporal correlations between plastic events in the shear flow of athermal amorphous solids
非晶态固体的缓慢流动表现出惊人的不均匀性：在或多或少均匀变形的介质中发生快速的局部颗粒重排。最近，实验和数值计算工作揭示了这些流动不均匀性之间的空间相关性。在这里，我们使用分子动力学（MD）模拟的重排，并系统地探测它们在时间和空间的相关性。特别是，这些相关性显示了四倍的方位角对称特性的剪切应力在弹性介质中的重新分布，我们明确地检测到它们的范围随时间的增加。随着剪切速率的增加，相关性变得更短的范围和更各向同性。此外，我们研究了一个粗粒度的模型所观察到的流动特性的动机，并直接挑战其预测与MD模拟。虽然该模型捕捉宏观和局部性质，而令人满意的时空相关性方面的协议是最定性的。的差异提供了重要的洞察相关的物理学，是失踪的所有相关的粗粒度模型，已开发的流动的无定形材料，即有限的剪切波速度和弹性不均匀性对应力重分布的影响。
2014-03-03 cond-mat.soft
Shear-Transformation-Zone Theory of Yielding in Athermal Amorphous Materials
在无热非晶材料中的屈服转变类似于临界现象。历史上，它们被描述为赫歇尔-巴尔克利流变公式，这意味着在屈服点的奇异行为。在本文中，我研究这类现象使用的热力学剪切转变区（STZ）理论的基本版本，专注于有效的无序温度的作用，并特别注意缩放和尺寸参数。我发现了各种各样的赫歇尔-Bulkley一样的流变学，但由于根本原因，而不是特定的STZ理论，得出结论，屈服过渡并不是真正的关键。特别是，有一个快速增长的相关长度，但最终饱和附近的屈服点。
2015-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the relevance of disorder in athermal amorphous materials under shear
我们表明，至少在平均场水平上，剪切非晶介质中的结构无序的影响是非常不同的，这取决于其基本动力学的热或非热性质。我们首先介绍一个玩具模型，明确包括两种类型的噪声（热与非热）。在这个解释框架内，我们认为，平均场非热动力学可以解释为所谓的H{é}braud-Lequeux（HL）模型，其中的机械噪声明确源于剪切介质中的塑性活动。然后，我们表明，列入结构紊乱，通过分布的屈服能垒，有没有定性的影响，在HL模型，而这样的障碍是已知的运动学导致有限的宏观屈服应力在其他平均场的描述，如软玻璃流变模型的关键成分之一。我们的结论是，统计机制在发挥在出现的宏观屈服应力，在低剪切速率下，一个复杂的静态动力学，是不同的热和非热非晶系统。
2015-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Subextensive Scaling in the Athermal, Quasistatic Limit of Amorphous Matter in Plastic Shear Flow
我们提出了一个原子系统进行塑性剪切流动在无热，准静态极限的数值模拟结果。该系统进行级联的本地重排，与四极能量波动，诱导系统跨越事件组织成沿布拉维轴的模拟单元的滑移线。一个有限尺寸标度分析揭示了次广泛的缩放的能量下降和参与数，线性的模拟单元格的长度，与观察到的真实空间结构的塑性事件。
2004-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Amorphous Systems in Athermal, Quasistatic Shear
我们提出了一系列的二维原子计算机模拟的非晶系统进行简单的剪切在无热，准静态极限的结果。的非热准静态轨迹分离成光滑的，可逆的弹性分支，间歇性地打破离散的灾难性塑性事件。一个典型的塑性事件的发病进行了研究与精度，它表明，该系统的模式是负责的稳定性损失的结构在实空间中是一致的四极源作用于弹性矩阵。塑性事件本身被证明是由本地化的剪切变换，组织成线的滑动跨越模拟单元格的长度，并讨论了组织的机制。虽然在一个单一的事件有很强的空间相关性的变形，我们发现很少的相关性从一个事件到下一个，这些瞬态线的滑移是不混淆与持久的区域的局部剪切-所谓的“剪切带”-在相关研究中发现。滑移线引起特定的标度与系统长度的各种措施的事件大小。引人注目的是，使用三种不同的相互作用势获得的数据可以在一个简单的重新标度后，进入定量协议，强调这些无序系统中的新兴的塑性行为的不敏感性的确切细节的基础上的相互作用。这些结果应该与理解系统中的塑性形变有关，例如远低于其玻璃化温度的金属玻璃、软玻璃系统（例如致密乳液）或压缩颗粒材料。
2005-10-28 cond-mat.soft
Learning-based approach to plasticity in athermal sheared amorphous packings: Improving softness
本文针对非晶固体剪切塑性中softness方法的两大弱点，提出基于观测迁移率自然表示和持续同调的结构量识别两项改进，并在二维无热堆积中验证其预测塑性局域化的高精度。
2020-10-27 cond-mat.soft
Avalanches in the athermal quasistatic limit of sheared amorphous solids: an atomistic perspective
本文研究了模型非晶态固体在缓慢非热变形极限下屈服相变的统计性质。塑性流动通过弹性加载的交替阶段发生，其间以集体雪崩的形式出现快速耗散事件。我们调查他们的表征，通过能量与应力下降，并在多个阶段的变形，从而揭示了变化的空间范围的雪崩和程度的应力相关性变形的进展。我们表明，统计的应力和能量下降，只有成为可比的大事件中的稳定流制度。的屈服过渡的临界指数的结果进行了讨论的背景下，以前的研究类似的类型，揭示模型玻璃和制备历史的影响。
2021-05-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Plastic response and correlations in athermally sheared amorphous solids
低温非晶态固体中不可逆变形的发生是由于基元事件的积累，由仅涉及几十个原子的空间和时间局部化的原子重排组成。最近，数值和实验工作解决了这些塑料事件之间的时空相关性的问题。在这里，我们提供了进一步了解这些相关性的调查，通过分子动力学（MD）模拟，塑性响应的二维非晶态固体人工触发局部剪切转换。我们表明，虽然在淬火配置的塑性响应几乎是不存在的，它变得很明显，如果以前施加的系统上的剪切应变。塑性响应具有四重对称性，这是局部变形后剪应力重分布的特征。在高剪切速率，我们报告的波动耗散关系的证据，连接塑性响应和相关性，这似乎打破了，如果考虑较低的剪切速率。
2016-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mean field description of aging linear response in athermal amorphous solids
研究了非热非晶态固体平均场弹塑性模型中应变的线性响应，并考虑了塑性事件产生的幂律机械噪声谱。在模型的“堵塞”状态下，塑性活动表现出一种非平凡的缓慢松弛，称为老化，我们发现应力在随着材料年龄增长的时间尺度上不完全松弛到与年龄相关的平台期。我们确定这个老化的线性响应的标度行为分析，发现关键标度指数是普遍的和独立的噪声指数$μ$。对于$μ>1$，我们发现简单的老化，其中应力松弛时间尺度与材料的年龄$t_{\rm w}$成线性比例。在$μ=1$，这对应于介导的物理弹性传播的相互作用，我们发现，而不是一个$t_{\rm w}^{1/2}$缩放所产生的拉伸指数衰减的塑性活动。我们比较这些预测与测量的线性响应在计算机模拟的一个模型堵塞系统的排斥性软非热粒子，在其缓慢的耗散松弛向机械平衡，并找到良好的协议与理论。
2022-05-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Do Athermal Amorphous Solids Exist?
本文研究了热力学极限下由有限程相互作用粒子组成的非晶态固体的弹性理论。弹性理论的存在要求所有的弹性系数，线性的和非线性的，达到一个有限的热力学极限。我们表明，对于这样的系统的存在的非仿射力学响应的弹性理论的所有非线性系数的异常波动的结果。当剪切模量存在时，第一非线性系数B_2出现反常涨落，第二非线性系数B_3和所有高阶系数（对称性不为零）在热力学极限内发散。这些结果对非晶态固体在有限应变下，甚至在零温下是否存在弹性（或坚固性）打上了问号。我们讨论了这些结果的物理意义，并提出在这些系统中，弹性永远不能从塑性解耦：非线性响应必须是非常实质性的塑性。
2011-03-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Variable-cell method for stress-controlled jamming of athermal, frictionless grains
提出了一种新的方法来模拟多面体晶粒在受控应力下的堵塞，该方法通过包含晶粒的周期单元的度量张量来引入全局自由度。在静水/各向同性应力和非热条件下的堵塞导致在零剪切应力下的理想堵塞点的精确定义。流体静力学堵塞的四面体的结构表现出较少的平移顺序和较低的堵塞点密度比以前描述的“最大随机堵塞”硬四面体。在相同的条件下，立方体堵塞的程度可以忽略不计。八面体对称的颗粒在大系统极限中堵塞，在缺乏有序的情况下具有丰富的面-面接触。对于足够大的面-面接触数，形成跨越整个模拟盒的重叠簇。流体静力学堵塞的四面体和立方体的剪切应力扰动的响应也证明了与可变的细胞方法。
2014-02-22 cond-mat.soft
Correlations in the shear flow of athermal amorphous solids: A principal component analysis
我们应用主成分分析，一种经常用于图像处理和无监督机器学习的方法，来表征在非晶态固体的稳定剪切流中观察到的颗粒位移。PCA产生的数据的低维表示，并清楚地揭示了弹性（即可逆）和塑性形变的主要特征。我们发现，主PCA在塑性区的主方向对应于软（即零能量）模式的弹性传播，管理的剪切应力的重新分配，由于本地化的塑性事件。这些软模式的投影也对应于在第一非零波矢的位移结构因子的组件，在保守的伊辛自旋系统的热相变的PCA结果密切类似。该研究展示了PCA的能力，以确定相关的对称性破缺的动态非平衡过渡的物理观测。
2019-05-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Athermal creep deformation of ultrastable amorphous solids
本研究通过数值模拟揭示非晶材料稳定性影响蠕变变形：稳定样品呈S形非单调响应并形成剪切带，且发散时间尺度挑战现有理论，统一框架涵盖韧性至脆性材料。
2025-08-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Non-local effects in inhomogeneous flows of soft athermal disks
我们数值研究非局部效应对非均匀流动的软无热盘接近，但低于他们的干扰过渡。我们采用分子动力学来模拟柯尔莫哥洛夫流动，其中一个正弦流动轮廓与固定的波数是外部强加的，导致在空间上不均匀的剪切速率。我们发现，由此产生的流变学是强烈的波数依赖，和粒子迁移，而存在的，是不足以描述所产生的应力分布在一个传统的本地模型。我们表明，相反，应力分布可以捕获与非局部本构关系，占梯度到四阶。与屈服应力流体中的非局部流动不同，我们没有发现发散长度尺度的证据。
2018-07-17 cond-mat.soft
Creep dynamics of athermal amorphous materials: a mesoscopic approach
屈服应力流体显示复杂的动力学，特别是当被驱动到固体和流动状态之间的瞬态状态时。受致密非晶材料蠕变实验的启发，我们实施介观弹塑性描述来分析非热系统中的瞬态动力学。我们的平均场和空间相关的方法一致地再现了典型的实验应变率响应不同的步骤施加应力。此外，它们使我们能够理解应变速率减慢（蠕变）和应变速率加速（流化）阶段的基本过程。当外加应力接近静态屈服应力时，流化时间以幂律方式增加。该应力值与剪切启动实验中的应力过冲有关，并且已知其取决于样品制备和老化。通过计算空间分辨模型中累积塑性的相关性，揭示了蠕变动力学过程中不同的协同运动模式。
2018-09-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Residual stress in athermal soft disordered solids: insights from microscopic and mesoscale models
在软的非晶材料中，大的剪切变形之后的剪切停止导致具有残余剪切应力的结构。这些状态的起源和材料内局部剪应力的分布还没有很好的理解，尽管它的重要性，在材料性能的变化和随之而来的应用。在这项工作中，我们使用分子动力学模拟的模型致密的非布朗软非晶材料探测非平凡松弛过程中的残余应力状态。我们发现，类似于热玻璃，剪切速率的增加之前的剪切停止导致较低的残余应力状态。我们合理化我们的研究结果使用细观弹塑性描述，明确包括一个长期的弹性响应局部剪切变换。我们发现，流动停止后的初始应力松弛确实取决于预剪切应力状态，但最终的残余应力主要是由新激活的塑性事件发生在松弛过程中。我们简化的粗粒度的描述不仅可以捕捉残余应力状态的现象，而且合理化的改变材料的性质，探测使用小和大的变形协议应用到放松的材料。
2021-08-29 cond-mat.soft
Oscillatory athermal quasi-static deformation of a model glass
本文用计算机模拟了三维模型玻璃成形机致密非晶样品的振荡非热准静态剪切变形。动态过渡观察到的变形的振幅是不同的：对于大的振幅值的系统表现出扩散行为和初始条件的记忆损失，而本地化观察到的振幅小。我们的研究结果表明，在驱动胶体系统中发现的相同类型的过渡存在于非晶态固体（例如金属玻璃）的情况下。的转变的发病被证明是相关的发病的能量耗散。剪切带观察到大系统的尺寸，但不影响过渡的质量方面。
2013-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Thermal properties of athermal granular materials
该研究通过停滞稳态流动颗粒材料，发现无热颗粒网络中粒间力演化使屈服应力随时间对数增强且速率依赖温度，并揭示老化与应力松弛同源于颗粒接触尺度的热分子过程。
2024-01-15 cond-mat.soft
Localized and extended dynamical correlation lengths in jammed packings of soft athermal disks under slow shear
采用分子动力学模拟方法研究了有限速率剪切作用下非热软圆盘填料堵塞的动力学行为。特别是，我们调查的空间结构的应力降事件，这有望提供有关塑性的信息。研究应力降事件中的位移场，我们发现在低速率极限下有两种性质不同的事件：局部事件和扩展事件。我们进一步研究了事件的时间演化，并澄清这两种类型的事件是由于振荡运动的应力，这是唯一的有限速率剪切下的系统。两种类型的事件之间的区别在于事件所处的状态：当局部事件发生在塑性事件期间时，扩展事件发生在弹性分支中。
2021-04-17 cond-mat.soft
Athermal analogue of sheared dense Brownian suspensions
在低剪切速率牛顿体系之外，数值研究了硬球的稠密布朗悬浮液的流变学。我们分析了这些悬浮液的非热模拟，与一个有效的对数排斥势代表的振动熵力。我们发现，这两个系统呈现相同的流变学，没有可调参数。此外，所有的流变响应显示出类似的Herschel-Bulkley关系一旦剪切应力和剪切速率分别由特征应力尺度和微观重组时间尺度，两者都与正常围压。这种压力控制的方法，最初开发的颗粒流，揭示了一个惊人的胶体玻璃化转变和颗粒堵塞之间的物理类比。
2015-06-30 cond-mat.soft
Shear induced solidification of athermal systems with weak attraction
我们发现，具有相当弱的吸引力的无摩擦粒子的未堵塞的包装总是可以被剪切驱动到固体状的状态。剪切驱动固体的结构随填充率的变化而不断演化，从凝胶状到堵塞状，但几乎与剪切应力无关。相反，振动态密度（DOVS）和力网络都随着剪切应力的增加而逐渐演化。存在一个与填充率无关的剪切应力$σ_c$，在该剪切应力下，剪切驱动的固体是均衡的，并具有平坦的DOVS。由大于$σ_c$的剪切应力引起的类固体状态具有边缘堵塞固体的性质，因此是严格定义的剪切堵塞状态。在$σ_c$以下，所有堆积分数的状态都处于等静压下，并且在DOVS和力网络中具有共同的特征，尽管它们的结构可能相当不同。我们的研究揭示了剪切应力在确定剪切驱动的固体性质的意义，并导致一个丰富的干扰相图弱吸引力的颗粒。
2016-03-08 cond-mat.soft
Mean-field scenario for the athermal creep dynamics of yield-stress fluids
我们开发了一个弹塑性描述的瞬态动力学之前，非热屈服材料的稳定流动。我们的平均场模型不仅再现了实验观察到的非线性时间依赖性的剪切速率响应外部剪切应力，但也允许确定不同的物理过程中涉及的发病后的再加速阶段的初始临界减速和一个独特的定义良好的流化阶段。已证明的幂律依赖的流化时间上的距离施加到一个年龄依赖的静态屈服应力是不普遍的，但强烈依赖于初始条件。
2018-02-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Probing relevant ingredients in mean-field approaches for the athermal rheology of yield stress materials
虽然机械噪声的概念有望在非热剪切非晶系统的非线性流变学中发挥关键作用，但其表征至今仍是难以捉摸的。在这里，我们使用分子动力学模拟表明，尽管存在强时空相关性的系统中，局部应力表现出正常的扩散下的机械噪声在有限的驱动制度的影响。扩散常数似乎与平均塑性活度成正比。我们的数据表明，相应的比例常数是密度无关的，并可以直接相关的流变流动曲线的具体形式，指向一个通用的方式在平均场方程的机械噪声建模的方式。
2015-08-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Plasticity-Induced Magnetization in Amorphous Magnetic Solids
非晶磁性固体，如金属玻璃，表现出一种新颖的效应：在存在磁场的非热条件下，磁序的增长与机械应变的函数关系。每当有塑性事件时，磁矩逐步增加。因此，塑性诱导磁有序，作为有效的噪音驱动系统走向平衡。我们提出的原子模拟的结果，这种效果在一个模型的磁性非晶态固体受到纯剪切和磁场。为了阐明对外部应变和磁场的依赖，我们提供了一个平均场论，提供了一个足够的定性理解所观察到的现象。
2013-10-15 cond-mat.soft
Normal stress anisotropy and marginal stability in athermal elastic networks
半柔性生物聚合物（如胶原蛋白）的水凝胶已被证明在剪切应变下轴向收缩，与大多数弹性材料观察到的轴向扩张相反。最近的工作表明，这种行为可以理解的多孔，双组分的性质和随之而来的时间依赖性的水凝胶的可压缩性。通过扭转流变仪测量的表观法向应力仅反映了轴向分量$σ_{zz}$在长（可压缩）时间尺度上的拉伸贡献，在短（不可压缩）时间跨越到第一法向应力差$N_1 = σ_{xx}-σ_{zz}$。虽然$N_1$的行为对于经历仿射剪切变形的各向同性粘弹性材料是很好理解的，但生物聚合物网络通常是各向异性的并且非仿射地变形。在这里，我们数值研究下产生的剪切亚均衡，无热半柔性聚合物网络的正应力。我们发现，这样的系统表现出强烈的偏差仿射行为，这些异常控制的刚性过渡作为应变的函数。
2018-12-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamic susceptibilities in dense soft athermal spheres under a finite-rate shear
用分子动力学模拟研究了无热软球密堆积在有限速率剪切下的力学响应。我们调查的剪切应力和颗粒间的接触数的波动的体积分数和剪切速率的依赖性。特别是，我们量化它们定义的敏感性的比例的全球局部波动。所获得的磁化率在体积分数-剪切速率平面上形成脊，这让人想起平衡相变中临界点周围的Widom线。
2021-02-10 cond-mat.soft
Theory of elastic constants of athermal amorphous solids with internal stresses
本文基于非仿射晶格动力学提出含内应力的无热非晶固体弹性常数微观理论，解析解释内应力如何改变Maxwell刚性判据与剪切模量标度。
2024-08-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Universality of the Plastic Instability in Strained Amorphous Solids
通过比较金属玻璃和Lenard-Jones玻璃对外部应变的响应，我们发现在无热准静态极限下基本塑性不稳定性的定量普遍性。在显微镜下，这两种类型的玻璃是不同的，因为人们可以想象，后者是由二元相互作用，而前者是由多重相互作用，由于电子气的影响，不能忽视。尽管有这种巨大的差异，塑性失稳是相同的鞍结分叉。因此，在弹塑性稳定状态的应力和能量下降的统计是普遍的，共享相同的系统尺寸指数。
2011-11-03 cond-mat.soft
Thermally activated flow in models of amorphous solids
非晶态固体通过动态相变在所施加应力$Σ$的临界值$Σ_c$屈服。虽然在无热系统中是尖锐的，但热波动的存在导致转变的圆化和甚至低于$Σ_c$的热激活流。本文采用细观弹塑性模型研究了非晶态固体的稳态热流。在Hebraud-Lequex（HL）模型中，我们给出了低温下热激活流动的解析解。然后，我们提出了一个通用的标度律，也描述了过渡舍入。最后，我们发现，标度律保持在数值模拟的HL模型，一个二维弹塑性模型，并在以前发表的分子动力学模拟的二维Lennard-Jones玻璃。
2020-09-22 cond-mat.soft
'Flow & Jam' of frictional athermal systems under shear stress
我们报告最近的结果分子动力学模拟的摩擦非热颗粒在恒定的体积分数和恒定施加的剪切应力，集中在一系列的控制参数，系统首先流动，但然后堵塞后的时间tjam。随着体积分数的减小，平均干扰时间发散，而其样本波动变得如此之大，以至于干扰时间概率分布P（tjam）变成幂律。我们获得的洞察力的起源，这种现象集中在流动状态，其特征在于存在一个明确的相关性之间的剪切速度和每个颗粒的接触的平均数Z，从而小的速度发生时，Z获得更高的值。
2012-02-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Avalanches in Strained Amorphous Solids: Does Inertia Destroy Critical Behavior?
模拟被用来确定惯性对二维二元Lennard-Jones玻璃的非热剪切的影响。在准静态极限，剪切发生通过一系列快速雪崩。雪崩的分布分析使用有限尺寸标度与成千上万的粒子。惯性使系统进入一个新的欠阻尼普适类，而不是使系统远离临界状态。标度指数确定的欠阻尼和过阻尼的限制和临界阻尼，分开这两个制度。系统是在过阻尼普适类，即使大多数振动模式是欠阻尼。
2012-04-26 cond-mat.soft
Mechanical excitation and marginal triggering during avalanches in sheared amorphous solids
本文采用过阻尼颗粒尺度分子动力学（MD）和细观弹塑性模型（WMD）研究了非晶态固体在无热准静态极限下受剪切时的塑性应变。我们发现，在塑性活动的空间相关性表现出一个短的长度尺度，增长为$t^{3/4}$在MD和弹道在MD，并产生附近的网站不一定接近其稳定阈值的机械激励，和一个较长的长度尺度，扩散增长的两个模型，并与远程边缘稳定的网站。空间相关性的这些相似性解释了为什么简单的电子探针准确地捕捉到的雪崩在MD中观察到的大小分布，虽然时间配置文件和动态临界指数是完全不同的。
2022-02-11 cond-mat.soft
Yielding transition of a two dimensional glass former under athermal cyclic shear deformation
我们数值研究的屈服过渡的二维模型玻璃进行非热准静态循环剪切变形，与退火的程度，这反过来又取决于制备协议的屈服行为的影响进行调查的目的。我们发现两个不同的制度退火分开的阈值能量。退火不良的玻璃逐渐演变的阈值能量的应变幅度增加向屈服值。初始能量低于阈值能量的良好退火玻璃表现出稳定的行为，随着应变幅度的增加，能量的变化可以忽略不计，直到它们屈服。不连续性的能量和应力在屈服增加的退火程度，与最近的结果发现在三维。我们观察到显着的结构变化与应变振幅，密切反映了能量和应力的变化。我们研究了参与塑料重排的颗粒群。我们分析的雪崩大小的分布，连接重排粒子的集群，以及相关的数量，采用有限尺寸标度分析。我们验证以前研究的指数之间的关系，这些分布的特征，和一个新提出的指数之间的关系描述雪崩和集群大小分布。
2021-08-17 cond-mat.soft
Models for the yielding behaviour of amorphous solids
理解固体的力学响应和破坏对于它们作为结构材料的应用是非常重要的。导致非晶态固体屈服的塑性形变的本质近年来一直在积极地研究。采用单向和循环变形协议的调查揭示了退火的程度上的屈服行为的强烈依赖。在退火的阈值程度以下，屈服的性质发生质的变化，逐渐变得更不连续屈服。在非晶态固体屈服的理论研究几乎完全集中在单向变形下的屈服，但循环变形揭示了几个有趣的功能，仍然在很大程度上未调查。专注于非热循环变形，我调查了一个家庭的能源景观描述的基础上的模型。这些模型再现了模拟中观察到的关键有趣的功能，并提供了一个有趣的阈值能量的存在的解释。
2020-12-12 cond-mat.soft
The yield of Amorphous Solids Under Stress Control at Low Temperatures
讨论了金属玻璃等非晶态固体在外力作用下的屈服，认为它与温度升高引起的玻璃化转变有关，或者可以用各种统计理论来理解。在这里，我们研究的方法，以应力控制的产量，并认为，无论是断言可以支持，至少在低温下。低温下非晶态固体的产率是一种高度结构化的现象，其特征在于一系列特定的机械不稳定性，并且与通过升高温度的流化（真实的或虚构的）完全不相似。一系列的不稳定性，其次是应力控制屈服在低，但有限的温度协议可以预测通过分析非热准静态应变控制协议，使后者高度相关的非晶态固体的机械性能的深入理解。
2015-04-21 cond-mat.soft
Growing length and time scales in a suspension of athermal particles
我们模拟了非布朗粒子在剪切粘性介质中的弛豫过程;小的剪切应变最初施加到系统上，然后进行弛豫。弛豫时间和相关长度被估计为密度的函数，其在干扰密度处代数发散。这意味着弛豫时间可以通过使用动态临界指数的相关长度来缩放，其估计为4.6（2）。研究还发现，剪切应力经历幂律衰减的干扰密度，这是让人想起临界减速。
2009-02-03 cond-mat.soft
Memory in Non-Monotonic Stress Response of an Athermal Disordered Solid
从泡沫和粒状珠填料到起皱的金属片，在很大的长度范围内的无热系统在压缩时表现出缓慢的应力松弛。在实验上，当在初始压缩后稍微解压缩时，即在两步Kovacs样协议下，它们显示出非单调应力响应。事实证明，从这种反应可以看出系统处于压缩状态的时间，这表明了记忆效应的解释。在这项工作中，我们使用一个模型的非热堵塞固体，特别是一个二元混合物的软谐波粒子，探索这种现象，通过在硅片实验。使用广泛的模拟条件下类似于那些在实验中，我们观察到相同的现象，在应力响应下的两步协议。我们的模型系统还恢复了最近研究的三步协议下的行为，该协议包括压缩，然后是解压缩，然后是最终压缩。我们发现，在两步和三步协议中观察到的响应可以使用线性响应理论来理解。特别是，两步协议随年龄的线性缩放一般是针对具有幂律或对数衰减的缓慢线性响应而产生的，并且其本身并不指向任何潜在的老化动态。
2021-12-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Memory formation in cyclically deformed amorphous solids and sphere assemblies
本文研究了一个受反复循环剪切变形的模型非晶态固体。先前已经证明，系统经受（或训练）的剪切变形的幅度的记忆被编码，并且可以通过用作读取操作的后续变形周期来检索。在这里，我们考虑不同的读取协议和测量，并表明，单个和多个存储器可以通过这些不同的协议鲁棒地检索。我们还表明，剪切变形由一个较大的振幅总是擦除存储的记忆。这些观察结果与非布朗胶体悬浮液和相应模型的实验结果相似，但不同之处在于非瞬时存储多个记忆的可能性。这种可能性与局部能量最小值之间在模型非晶态固体中发生的转变循环的存在相关联。在这里，我们研究低密度球组件作为模型的非布朗胶体悬浮液，在非热变形，并确定一个制度，其中多个记忆存储在这些系统以及非瞬态。我们表明，该制度存储多个记忆非瞬态对应于循环可逆性的存在下，而不是循环变形下的配置点可逆性。
2018-05-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Critical scaling of diffusion coefficients and size of rigid clusters of soft athermal particles under shear
Research Alliance Center for Mathematical Sciences, Tohoku University（东北大学数学科学研究联盟中心）；Department of Physics, Nagoya University（名古屋大学物理系）
研究剪切下软无热颗粒刚性簇的自扩散系数和关联长度，发现接近阻尼转变密度时流曲线可折叠，扩散系数与关联长度和应变率成正比。
2020-03-10 cond-mat.soft
Elasto-plastic description of brittle failure in amorphous materials
无定形材料对施加的应变的响应可以是连续的，或者当剪切带成核时显示宏观应力下降。如果初始构型非常稳定，则可以观察到这种不连续响应。我们从理论上研究如何出现这种脆性在非热，准静态驱动，材料的初始稳定性增加。我们表明，这种出现是很好地再现弹塑性模型和预测的平均场近似，它对应于一个连续的过渡。在平均场中，可以根据雪崩统计量预测失效。我们表明，这是不是在有限的尺寸非常脆的材料，由于罕见的薄弱地区的剪切带成核的情况下。预测它们的临界半径遵循$a_c\sim (Σ-Σ_b)^{-2}$，其中$Σ$是应力，$Σ_b$是剪切带可以承载的应力。
2018-03-30 cond-mat.soft
Long-range angular correlations of particle displacements at a plastic-to-elastic transition in jammed amorphous solids
通过二维数值膨胀模拟，发现堵塞无定形固体在减压熔化时存在两步力学转变：粒子位移的长程径向和角关联分别起始于堵塞转变和塑性-弹性转变，后者在三维中同样存在。
2025-04-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Note: Simple argument for emergent anisotropic stress correlations in disordered solids
现在已经确定，无热无序固体中的力学平衡引起粗颗粒应力场的各向异性空间相关性，其在空间中衰减为$1/r^d$，其中$r$是到原点的距离，并且$d$表示空间维度。在这篇文章中，我们提出了一个简单的，基于几何的参数的尺度形式的新兴的空间相关的应力场在无序固体。
2021-01-04 cond-mat.soft
Elasticity in Amorphous Solids: Nonlinear or Piece-Wise Linear?
宏观非晶态固体中应力-应变曲线的准静态应变控制测量导致非线性外观曲线，该曲线以机械塌陷或以在平均应力周围波动的稳态结束，该平均应力随着应变的增加而保持恒定。因此，用应变的幂来拟合应力的非线性展开是非常诱人的。我们认为，在低温下，这种膨胀的意义需要重新考虑。我们指出淬火和退火的应力-应变曲线的平均值之间的巨大差异，并提出一个有用的描述的机械响应是由应力（或应变）依赖的剪切模量的理论评估存在。弹性响应是分段线性的，而不是非线性的。
2016-02-08 cond-mat.soft
Sheared Amorphous Packings Display Two Separate Particle Transport Mechanisms
剪切颗粒材料引起非仿射位移。这种非仿射位移已经被广泛研究，并且已知与非晶填料的塑性和其他机械特征相关。一个众所周知的例子是剪切转变区，如由仿射变形的局部偏差$D^2_{min}$捕获的，以及它们与失效和应力波动的相关性。我们分析剪切摩擦非热磁盘包装，并表明，存在至少一个额外的介观运输机制，叠加在本地扩散运动的顶部。我们的证据表明，这第二次运输机制在一个均匀的系统，通过扩散张量分析，并表明，该扩散张量的痕迹等于经典的$D^2_{min}$时，这第二介观运输进行校正。新的运输机制是一致的观察到在很宽的体积分数范围内，甚至具有不同的摩擦系数的颗粒，并始终观察到剪切反转后，暗示其相关的记忆效应。
2020-12-12 cond-mat.soft
Strain-rate and temperature-driven transition in the shear transformation zone for two-dimensional amorphous solids
我们耦合最近开发的自学习metabasin逃逸算法，这使得有效的探索势能面（PES），与剪切变形阐明应变率和温度的影响在二维非晶态固体的剪切转变区（STZ）的特性。在这样做时，我们报告的STZ特性，可以通过增加温度或降低应变速率的过渡。该过渡区将具有两种不同STZ特征的区域分开。具体来说，在高温和高应变率，我们表明，STZ的特性相同的那些出现纯粹的应变驱动，非热准静态原子计算。在较低的温度和实验相关的应变速率，我们使用新耦合PES +剪切变形方法表明，STZ具有相同的特性，出现从一个纯粹的热激活状态。在从应变驱动到热激活STZ状态的移动中发生的STZ特性的具体变化包括STZ尺寸增加33%，位移场的更快空间衰减，STZ内部的变形机制从剪切到拉伸的变化，使第一个STZ成核所需的应力的减少，最后，一个显着的损失特征四极对称的周围的弹性矩阵，以前已经看到在无热，准静态剪切研究STZ。
2013-10-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fatigue and Collapse of Cyclically Bent Strip of Amorphous Solid
由材料的循环弯曲引起的疲劳，导致其机械失效，是工程师和物理学家研究了很久的现象。本文研究了无热非晶态固体带材的疲劳问题。原子模拟的基础上，我们得出结论，重点关注的关键量是{ \em累积损伤}。尽管该量在样品间表现出较大的波动，但其对载荷的依赖性决定了失效循环次数的统计。因此，我们可以提供一个比例理论的韦勒曲线的平均周期数的失败，作为一个功能的加载幅度。
2021-03-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Creep and fluidization in thermal amorphous solids
当受到恒定的机械载荷时，许多非晶态固体显示出幂律蠕变，随后是流化。对这些过程的基本理解还远远没有实现。在这里，我们表征蠕变和流化的介观粘塑性模型的基础上，包括热激活屈服事件和广泛分布的能量障碍，这可能会降低局部变形的影响下。我们与流化前观察到的蠕变指数的屏障分布的宽度和屈服事件后的应力再分布的具体形式。我们发现，安德拉德蠕变是伴随着局部应变硬化驱动的应力重分布，并发现流化指数依赖于所施加的应力。模拟结果解释的平均场分析的光，并应有助于合理化的蠕变现象的非晶态固体。
2016-10-22 cond-mat.soft
Critical Scaling of Compression-Driven Jamming of Athermal Frictionless Spheres in Suspension
我们研究数值系统的无热，过阻尼，无摩擦的领域，在非布朗悬浮，在二维和三维。以固定的压缩率$\dotε$各向同性压缩系统，我们研究了在干扰过渡的临界行为。有限的压缩率引入了一个控制时间尺度，它允许人们探测与干扰相关的临界时间尺度。正如以前发现的稳态剪切驱动的堵塞，我们发现压缩驱动的堵塞，压力服从一个关键的缩放关系作为包装分数$ϕ$和压缩率$\dotε$的函数，并且体积粘度$p/\dotε$发散堵塞。缩放分析确定与压缩驱动的干扰转变相关联的临界指数。我们的研究结果表明，应力各向同性，压缩驱动，堵塞可能是在相同的普遍性类应力各向异性，剪切驱动，堵塞。
2021-04-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear-Driven Flow of Athermal, Frictionless, Spherocylinder Suspensions in Two Dimensions: Stress, Jamming, and Contacts
本文用数值模拟的方法研究了在均匀稳态剪切作用下，无热、无摩擦、软核二维球柱的双分散混合物的流动。能量耗散是通过相对于均匀剪切的主体流体的粘性阻力，给出具有牛顿流变学的非布朗悬浮液的模型。我们研究压力$p$和偏剪切应力$σ$作为填充分数$ϕ$，应变率$\dotγ$，和参数$α$，测量颗粒的非球面性的函数。我们考虑的各向异性的应力张量，宏观摩擦$μ=σ/p$，和发散的传输系数$η_p=p/\dotγ$的$ϕ$增加到堵塞$ϕ_J$。从Herschel-Bulkley流变学分析以上干扰，我们估计$ϕ_J$作为$α$的函数，并表明，随着$α$的变化，$ϕ_J$与$α$的变化是流变学差异的主要原因。然而，详细的缩放分析的发散$η_p$为我们最细长的粒子表明，塞过渡spherocylinders可能是在一个不同的普适性类比圆盘。我们计算了系统中每个粒子$Z$的接触数，并表明在干扰时$Z_J$是$α$的非单调函数，它总是小于均衡值。我们测量的概率分布的接触每单位表面长度$\mathcal{P}(\vartheta)$在极角$\vartheta$相对于spherocylinder脊柱，并发现，$α\to 0$这种分布似乎发散在$\vartheta=π/2$，给一个有限的极限概率接触上消失的小平面两侧spherocylinder。最后，我们考虑的平均接触力的变化作为在颗粒表面上的位置的函数。
2019-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
A generalized mechanical model using stress-strain duality at large strain for amorphous polymers
在文献中已经开发了许多模型来模拟非晶态聚合物在大应变下的热机械行为。这些模型一般表现出良好的协议与实验结果时，材料提交单轴载荷（拉伸或压缩）或剪切载荷的情况下。然而，当它们用于组合载荷情况时，这种一致性会大大降低。将这些模型推广到更复杂的负载是罕见的。特别是，在拉伸或压缩中识别的模型通常高估剪切响应。一个困难在于，3D模型必须聚合不同的物理建模，用不同的运动学描述。这就需要使用复杂的传输操作器来操纵。在本文中，我们提出了一个力学模型的大应变，广义三维，并精确地引入适当的运输运营商，以获得一个确切的运动学。通过对内力幂的计算，验证了应力应变的对偶性。这种广义模型适用于聚碳酸酯无定形聚合物的情况下。拉/压和剪切的模拟结果与经典的建模和文献中的实验结果进行了比较。结果大大提高了数值预测的无定形聚合物提交任何负载情况下的机械响应。
2021-06-22 cond-mat.soft
Aging and linear response in the Hébraud-Lequeux model for amorphous rheology
我们分析了Hébraud-Lequeux模型的老化动力学，该模型是一个非晶材料中局部应力演化的自洽随机模型。我们发现，该模型具有初始条件相关的冻结：应力扩散常数随着时间的推移衰减为$D\sim 1/t^2$在老化过程中，使累积量的存储器可以被擦除，这是由$D(t)$的时间积分，是有限的。因此，剪切应力松弛函数，我们确定在长时间的制度，只有衰减到一个平台，并成为逐步弹性系统的年龄。与频率相关的剪切模量表现出相应的整体衰减的耗散部分与系统的年龄，而特征松弛时间的比例与年龄的线性预期。
2016-11-21 cond-mat.soft
Effect of pinning on the yielding transition of amorphous solids
利用数值模拟方法，研究了含有随机钉扎颗粒夹杂物的模型非晶材料在无热准静态极限下的屈服响应。我们发现，随着钉扎浓度的增加，塑性活动变得更加空间局部化，从而导致较小的应力下降，并相应地增加应变的大小屈服发生。我们表明，不像空间异质性和雪崩LED屈服的情况下的未钉扎玻璃，对于大钉扎浓度的情况下，屈服发生通过空间均匀的扩散的本地化事件。
2018-08-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
