Crackling vs. continuum-like dynamics in brittle failure
我们研究了加载速率，试样的几何形状和微观结构纹理如何选择通过非均匀弹性材料在准静态近似裂纹移动的动力学。我们发现一个过渡，完全由两个无量纲变量控制，动态之间的连续断裂力学和裂纹动力学。后者的选择由加载，微观结构和试样参数制定的标度律的功率谱的裂纹速度。该分析定义了观察断裂裂纹所需的实验条件。除了故障问题，结果扩展到各种情况下描述的模型相同的普适性类，例如，在润湿或畴壁的非晶铁磁体的动态。
2013-07-12 cond-mat.stat-mech
Crack avalanches in the three dimensional random fuse model
通过数值模拟分析了三维随机熔丝模型中雪崩前兆的标度性。我们发现，集成和非集成的雪崩尺寸分布与全球负载共享纤维束模型，这代表了平均场的限制模型的结果是很好的协议。
2005-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Avalanches and clusters in planar crack front propagation
我们研究了在无序介质中扩展的平面裂纹模型中的雪崩。由于长程相互作用，雪崩是由一组空间上不连通的局部簇形成的，簇的大小按照指数为$τ_{a}=1.5$的幂律分布。我们推导出了局域团簇指数$τ_a$和全局雪崩指数$τ$之间的标度关系$τ_a=2τ-1$.对于长度尺度长于与拉金长度成比例的交叉长度，局部簇的纵横比与线模型的粗糙度指数成比例。我们的分析提供了一个解释的实验结果平面裂纹雪崩在有机玻璃板，但结果也适用于其他系统的长程相互作用。
2010-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Crack roughness and avalanche precursors in the random fuse model
我们分析了缩放的裂纹粗糙度和雪崩前兆的二维随机熔丝模型的数值模拟，采用大系统的尺寸和广泛的样本平均。我们发现，裂纹粗糙度表现出异常缩放，最近在实验中观察到的。的粗糙度指数（$ζ$，$ζ_{loc}$）和全球的宽度分布被发现是普遍的晶格几何形状。失败之前，雪崩的前兆，其分布遵循幂律的截止尺寸。虽然特征雪崩尺寸尺度为$s_0 \sim L^D$，具有通用分形维数$D$，但三角形和菱形晶格的分布指数$τ$略有不同，并且在这两种情况下，它都大于平均场（纤维束）值$τ=5/2$。
2004-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Fluctuations of global energy release and crackling in nominally brittle heterogeneous fracture
对人造岩石缓慢破裂过程中的机械能和空间平均破裂速度的时间演化进行了监测。这两种信号都显示出不规则的突发式动态，具有跨越广泛尺度的幂律分布波动。然而，在每个时间步释放的弹性功率与整个过程中的全局速度成比例，这使得能够定义材料恒定的断裂能。我们通过计算突发统计来表征间歇动态。后者显示了无标度的特征签名的裂纹动力学，在定性，但不定量的协议与脱钉界面断裂问题的模型。可能的差异的来源进行了指出和讨论。
2014-11-22 cond-mat.stat-mech
Aftershock sequences and seismic-like organization of acoustic events produced by a single propagating crack
非均质材料如岩石、混凝土或陶瓷的脆性断裂有两种类型：名义上的脆性，由单个主裂纹的扩展驱动;或准脆性，由许多微裂纹的积累引起。后者伴随着噪声，噪声的分析表明，事件形成余震序列，遵循着让人想起地震学的特征规律。但其起源缺乏解释。在这里，我们表明，这样的统计组织不仅是特定的准脆性破坏和地震学的多裂纹的情况下，但也规则的传播裂纹产生的声学事件。这种简单的情况使我们能够将这些定律与事件间时间和能量的整体无标度分布联系起来，并揭示它们对裂纹速度的选择。这些结果提供了一个全面的图片，如何组织声事件后，在最基本的断裂状态的材料故障：单传播裂纹。
2018-04-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Crack propagation by activated avalanches during creep and fatigue from elastic interface theory
本文通过弹性界面理论研究了蠕变和疲劳过程中由激活雪崩驱动的裂纹扩展，提出依赖时间和协议的长度尺度来解释疲劳裂纹在应力松弛更大时生长更快的悖论。
2025-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Macroscopic crack propagation in brittle heterogeneous materials analyzed in Natural Time
在这里，我们分析在自然时间$χ$，通过突然跳跃和能量释放事件是幂律分布的普适指数的脆性非均匀材料中的宏观裂纹的缓慢扩展。目前认为，这种宏观裂纹扩展表现出与地震相关的地震活动性相似的特征。考虑到裂纹前缘是自仿射的，并具有Family-Vicsek普适标度，我们证明了自然时的方差$κ_1 (\equiv\langle χ^2\rangle -\langle χ\rangle^2)$等于0.0686，这与大地震前地震活动性的值$κ_1\approx 0.07$几乎一致。这对确定临震的发生时间具有重要意义。
2018-06-26 cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Depinning transition in failure of inhomogeneous brittle materials
研究了弹性非均匀材料中裂纹扩展的动力学问题。针对脆性岩石测量了平均裂纹速度随外部载荷的变化，并显示出两种不同的状态：在给定的阈值Gc以下，裂纹速度由指数律v ~ exp^{-（C/（G-（Gamma））}的亚临界传播特性，而对于较大的驱动力G > Gc值，在θ = 0.80 $\pm$ 0.15的条件下，速度的变化服从幂律v ~（G-G_c）^θ。这些结果可以用断裂力学连续介质理论推广到无序系统来解释。在本说明书中，裂纹的运动类似于在随机介质中驱动的弹性线的运动，当载荷足够大以使裂纹前缘与材料的非均匀性分离时，发生临界破坏。
2008-05-13 cond-mat.stat-mech
Nucleation of cracks in a brittle sheet
本文用分子动力学研究了无裂纹二维材料中裂纹的成核过程。我们研究了剪切模量为零和非零的模型。在这两种情况下，裂纹形成所需的时间服从阿耳忒弥斯定律，从中提取的能量障碍和前置因子为不同的系统尺寸。对于大系统，特征时间的破裂被发现减少系统的大小，与经典的威布尔理论。在剪切模量为零的情况下，抵抗破裂的能量被确定为单个原子层的破裂。在非零剪切模量的情况下，热激活断裂只能在非常高的应变下在合理的时间内进行研究。在这种情况下，能量势垒涉及几个层内的键的拉伸，与零剪切模量的情况相比，导致高得多的势垒。在绝热模拟中可以理解这种势垒。
2009-06-14 cond-mat.stat-mech
Relation between driving energy, crack shape and speed in brittle dynamic fracture
我们报告的驱动力，粗糙度指数，分支和裂纹速度之间的相互关系的有限元模型的结果。我们表明，对于低施加载荷的裂纹速度达到在实验中测得的值，和裂纹表面粗糙度是兼容的对数标度。在较高的载荷下，裂纹扩展速度增加，裂纹粗糙度指数接近实验中短尺度下的测量值。在高各向异性的情况下，裂纹速度与各向异性材料的实验测量值完全一致，并且我们能够根据我们在以前的工作中引入的效率函数明确地解释结果[A. Parisi和R. C. Ball，Phys.Rev.B，66（16）165432（2002）]。导致裂纹速度降低和对数标度出现的机制是“尝试”分支，而粗糙度指数发展时，分支成功地增长到宏观尺寸。
2005-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Intermittency and roughening in the failure of brittle heterogeneous materials
脆性裂纹附近的应力增强使得宏观尺度的破坏特性对微观尺度的材料无序极其敏感。因此：（i）断裂系统通常显示出一种急动的动力学，即所谓的爆裂噪声，具有跨越广泛尺度的看似随机的突然能量释放，使人联想到地震;（ii）断裂表面在比材料微观结构大得多的尺度上表现出粗糙度。在这里，我提供了一个严格的审查在这种情况下进行的实验和模拟，突出普遍的缩放功能的存在，独立的材料和加载条件，让人想起临界现象。最后，我讨论了最近的随机描述脆性无序介质中的裂纹生长，似乎捕捉定性-有时定量-这些缩放功能。
2010-01-04 cond-mat.stat-mech
Universal scaling of the velocity field in crack front propagation
无序材料中裂纹前沿的传播是不稳定的，其特征是活动的爆发，称为雪崩。这些现象是由无序引起的非平衡相变的表现。因此，雪崩显示普遍的缩放，但难以在实验中描述在有限的驱动器。在这里，我们表明，沿前线的速度场的关联函数允许提取的过渡的临界指数，并确定系统的普适性类。我们采用这些相关性来表征模拟和裂纹扩展实验中过渡的普遍行为。这种分析是强大的，有效的，并可以扩展到所有的系统显示雪崩动力学。
2020-04-11 cond-mat.stat-mech
An Athermal Brittle to Ductile Transition in Amorphous Solids
脆性材料表现出尖锐的动态断裂时，满足格里菲斯的准则，而韧性材料钝尖锐裂纹的塑性响应。在连续拉伸时，韧性材料表现出以塑性流动为主的颈缩不稳定性。通常人们讨论脆性向韧性转变随温度升高的变化。我们引入了一个非热脆韧性转变的粒子间电位的截止长度的函数。在广泛的数值模拟的基础上，以恒定的速度拉动材料边界的响应，我们提供了一个解释的韧性的发病通过增加塑性模式的密度作为潜在的截止长度的函数。最后，我们可以解决一个古老的谜团：在实验中，脆性材料可以在夹持边界条件下应变，并表现出动态裂纹时，切割足够长的初始槽。不幸的是，在分子动力学模拟中，似乎裂纹拒绝动态地在夹持边界条件下扩展，并且需要连续拉动来实现断裂。我们认为，这个谜是删除当一个理解之间的区别脆性和韧性无定形材料。
2011-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Diffuse interface approach to brittle fracture
本文提出了一个脆性材料裂纹和断裂扩展的连续介质模型。应变张量$ε$的分量是基本变量。演化方程是基于自由能，减少到小$ε$的线性弹性，并占裂纹通过能量饱和在大值的$ε$。我们正则化的模型，包括依赖于梯度的$ε$的自由能。除了引入应变张量$ε$外，没有引入其他场，从而完整地定义了整个动力学。我们在受控情况下验证模型，并提出了一对夫妇的非平凡的应用程序。
2005-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Fragmentation of brittle plates by localized impact
在这封信中，我们解决的破碎薄，脆性层由于高速弹丸的影响。我们的方法是一个几何统计的，与线和圆圈扮演的裂缝，随机分布在表面上的作用。用于放置裂缝的特定概率来自对能量输入如何在材料上传播和消散的分析。计算得到的累积质量分布$F(m)$与T. Kadono [Phys. Rev. Lett. { \bf 78}，1444（1997）]。特别是，在小质量的制度，我们得到$F(m)\sim m^{-α}$，与$0.1<α<0.3$的一个相当广泛的范围内的耗散强度和碎片的总数。此外，我们还得到了裂纹组的分形维数及其与指数$α$的相关性，这解释了Kadono和Arakawa [Phys. Rev. E { \bf 65}，035107（R）（2002）]给出的实验结果。
2014-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Local waiting time fluctuations along a randomly pinned crack front
使用高分辨率快速照相机跟踪了透明有机玻璃块的非均质弱面界面裂纹的扩展。我们表明，断裂前动态是由本地和不规则的雪崩非常大的尺寸和速度波动。我们观察到的间歇性动力学，即局部钉扎和depinnings的裂纹前端触发丰富的突发活动，通过测量本地的等待时间波动沿裂纹前端在其传播过程中。从等待时间分析推导出的局部前线速度分布表现出幂律行为，$P(v) \propto v^{-η}$与$η= 2.55 \pm 0.15$，速度$v$大于平均前线速度$<v>$。突发大小分布也是幂律，即$P(S)\propto S^{-γ}$与$γ=1.7 \pm 0.1$。以上的无序$L_d \sim 15 μm$的特征长度尺度，雪崩集群成为各向异性的，和缩放的各向异性比提供了一个估计的粗糙度指数的裂纹前线，$H=0.66$，与以前的独立估计密切一致。
2005-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
