Critical fluctuations of elastic moduli in jammed solids
SANKEN, University of Osaka（大阪大学特别先进科学研究院）；Graduate School of Arts and Sciences, University of Tokyo（东京大学大学院人文社会系研究科）
研究了颗粒凝聚体中弹性模量的临界波动，揭示了其与声波瑞利散射的关系，为阻塞临界现象理论提供了理论基础。
2026-02-07 cond-mat.soft
Deterministic Interrelation Between Elastic Moduli in Critically Elastic Materials
本文揭示了临界弹性材料中弹性模量之间由母系统性质参数化的普适函数关系，并通过模拟证明合理选择母系统和移除键可确定性地调控模量与泊松比。
2025-09-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Phonon Dispersion and Elastic Moduli of Two-Dimensional Disordered Colloidal Packings of Soft Particles with Frictional Interactions
采用粒子跟踪和位移协方差矩阵技术研究了由温度敏感的微凝胶粒子组成的二维胶体玻璃的声子色散关系，微凝胶粒子的尺寸允许粒子堆积分数的\textit{in situ}变化。散装，$B$，和剪切，$G$，模量的胶体玻璃提取的分散关系作为一个功能的包装分数，和变化的比率$G/B$与包装分数的定量预测摩擦软颗粒堵塞包装。此外，$G$和$B$分别同意摩擦颗粒的数值预测。这一显著的一致性水平使我们能够从单个弹性常数中提取颗粒间相互作用的能量尺度，并推导出颗粒间摩擦系数的近似估计。
2013-10-25 cond-mat.soft
Odd moduli of disordered odd elastic lattices
我们研究了键无序对三角形和蜂窝晶格的影响，其中每个弹簧都有概率p是奇数弹性的。使用有效介质理论和数值模拟，我们发现的行为奇数模量在无序的存在下，我们解释为一个交叉之间的仿射响应的被动弹性骨干，和刚性渗透过渡的奇数弹性组件。虽然奇数通常是强大的，即使在低p的无序，我们发现，微调功能的奇数弹性蜂窝晶格是不强大的无序。
2022-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
High-throughput measurement of elastic moduli of microfibers by rope coiling
本文提出一种基于绳圈卷曲的微流控方法，通过测量屈曲长度或卷曲半径实现微纤维弹性模量的高通量测量，通量达每小时3300根，比传统拉伸测试高千倍，并支持在线测量。
2024-03-18 cond-mat.soft
Dynamic Elastic Moduli in Magnetic Gels: Normal Modes and Linear Response
从开发具有定制功能的智能混合材料的角度来看，铁凝胶和磁流变弹性体允许弹性和磁性的协同作用。通过施加外部磁场，弹性和磁性之间的相互作用产生了对材料行为的独特可逆控制。尽管到目前为止，对时间相关特性的研究很少，但理解动态行为是模拟许多实际情况的关键，例如作为振动吸收器的应用。在这里，我们提出了一种方法来计算频率依赖的弹性模量的基础上的分解的线性响应的外部应力在正常模式。我们使用一个最小的三维偶极弹簧模型来描述介观水平上的磁和弹性相互作用。具体地，磁性颗粒携带永磁偶极矩，并且在它们通过弹性弹簧连接之前以规定的方式在空间上布置。外部磁场使磁矩对齐。一方面，我们研究了规则的格子状粒子排列，与文献中的结果进行了比较。另一方面，我们计算不规则的，更现实的颗粒分布的动态弹性模量。我们的方法测量的线性动态响应的可调性作为一个功能的粒子排列，相对于外部磁场的系统取向，以及粒子之间的磁相互作用的大小。本方法的优势在于，它明确地将系统的弛豫模式与流变特性以及样品中颗粒的内部重排联系起来，从而为这些非凡材料的动力学提供了新的见解。
2016-08-25 cond-mat.soft
Structural control of elastic moduli in ferrogels and the importance of non-affine deformations
磁性凝胶和弹性体最吸引人的特性之一是它们的弹性模量可以通过施加磁场从外部可逆地调节。从理论上分析了内部磁性粒子分布对这种效应的影响。然而，在大多数情况下，仿射样本变形的研究和经常被认为是规则的颗粒排列。在这里，我们挑战这两个主要的简化系统的方法，使用最小的偶极弹簧模型。从不同的规则晶格开始，我们考虑到越来越随机的结构，直到我们最终研究了一个不规则的纹理从一个真正的实验样本。一方面，我们发现，弹性可调性定性地依赖于结构特性，在这里在两个空间维度。另一方面，我们证明了仿射变形的假设导致越来越多的错误的结果，更现实的粒子分布变得。了解建模过程中假设的后果对于我们支持这些迷人材料的改进设计非常重要。
2014-10-21 cond-mat.soft
Elastometry of Deflated Capsules: Elastic Moduli from Shape and Wrinkle Analysis
由附着在毛细管上的液滴或气泡制备的弹性胶囊（如悬滴张力计）可以通过毛细管的抽吸而放气。我们研究这种通缩，并表明，形状和变形特性的综合分析，使我们能够确定在原位的弹性性能。利用非线性膜壳理论导出的形状方程对膜的形状轮廓进行分析和拟合，得到膜的弹性模量、泊松比和应力分布。我们将通常在放气时形成的褶皱包括在形状分析中。测量褶皱的波长并使用计算的应力分布给出膜的弯曲刚度。我们比较这种方法与以前的方法使用拉普拉斯-杨方程和说明两个非常不同的胶囊材料的方法：聚合的十八烷基三氯硅烷（OTS）胶囊和疏水蛋白（HFBII）涂层的气泡。我们的结果与现有的流变数据一致。对于疏水蛋白包被的气泡，该方法揭示了一个有趣的非线性行为与疏水蛋白分子具有一个刚性的核心包围一个较软的外壳。
2013-09-12 cond-mat.soft
Computational study of the cross-link and the entanglement contributions to the elastic properties of model PDMS networks
我们构建了随机交联的PDMS网络模型，并利用分子动力学方法获得了应力-应变曲线。Mooney-Rivlin（MR）分析用于估计剪切模量。我们应用原始路径分析（PPA）和它的变体，幻影原始路径分析（3 PA），估计纠缠和交联模量，分别。的MR模量估计是在很好的协议与纠缠和交联模量的总和，我们观察到的应力-应变数据崩溃时，减少PPA和3 PA模量的一个普遍的形式。我们研究了MR参数$\mathrm{C}_1$、$\mathrm{C}_2$从交联网络到纠缠主导网络的变化。对于后者，我们观察到$40\%$，$60\%$贡献的$2\,\mathrm{C}_1$，$2\,\mathrm{C}_2$的剪切模量，分别。最后，我们将几个模型拟合到数据中。虽然所有拟合都很好，但与我们的PPA和3 PA基准相比，对纠缠和交联模量的估计差异很大。
2020-06-29 cond-mat.soft
Electrostatic and electrokinetic contributions to the elastic moduli of a driven membrane
我们讨论了静电对置于电解质中并由直流电场驱动的细胞或人工膜的弹性模量的贡献。电场驱动离子流穿过膜，通过特定的通道、泵或天然孔隙。在稳定状态下，电荷在靠近膜的德拜层中积累，从而改变膜的弹性模量。我们首先研究了一个模型的膜的厚度为零，后来推广这种治疗允许有限的厚度和有限的介电常数。我们的结果澄清和推广了[D.拉科斯特湾Cosentino Lagomarsino和J.F.乔安妮，欧罗巴。信件：{ \bf 77}，18006（2007）]，通过提供对波动谱中与$\kps^3$成比例的不稳定项的物理解释，我们将其与称为感应电荷电渗（ICEO）的非线性（$E^2$）动电效应相关。ICEO最近的研究集中在电极和可极化的颗粒，其中施加的体场被扰动的电容充电的双层和驱动器沿场轴流向表面突起;相反，我们预测“反向”ICEO流动驱动膜周围，由于曲率引起的切向场内的非平衡双层，流体动力学增强突起。我们还考虑了离子通道的空间依赖性浓度场的动态结合的效果。
2008-10-27 cond-mat.soft
Spatial Distributions of Local Elastic Moduli Near the Jamming Transition
无序系统中纳米尺度力学响应的研究进展突出了弹性模量的强烈不均匀性。在这篇文章中，我们使用计算机模拟，研究了非热非晶态固体的弹性不均匀性，由各向同性的，静态的，球填料，附近的干扰过渡。我们采用的技术，基于线性响应方法，是经得起实验。我们发现，当地的弹性模量是随机分布在空间中，并描述高斯概率分布，从而缺乏任何显着的空间相关性，一直持续到过渡点。然而，剪切模量的波动增长的干扰阈值的接近，这是一个新的幂律标度的特点。通过这种发散的行为，我们能够确定一个特征的长度尺度，与剪切模量的不均匀性，区分散装和本地的弹性响应。
2016-02-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Elastic moduli fluctuations predict wave attenuation rates in glasses
无序引起的弹性波衰减是玻璃普遍低温特性的核心。最近的文献提供了相互矛盾的观点，在低频极限（$ω\!\to\!0$）的波衰减率$Γ(ω)$的缩放，并在其依赖于玻璃的历史和性能。一个理论框架-称为波动弹性理论（FET）-预测低频瑞利散射缩放在$d$空间维度，$Γ(ω)\!\sim\!γ\,ω^{d+1}$，其中$γ\!=\!γ(V_{\rm c})$量化的粗粒度的弹性模量的空间波动，涉及的相关体积$V_{\rm c}$，仍有争议。在这里，使用广泛的计算机模拟，我们表明，$Γ(ω)\!\sim\!γ\,ω^3$是渐近满足在两个维度（$d\!=\!2$）一旦$γ$解释系综-而不是空间-平均值，其中$V_{\rm c}$被取代的系统大小。在这样做，我们还建立了有限尺寸的整体统计的弹性模量是异常的，并与通用的$ω^4$软准定域模式的态密度。这些结果不仅有力地支持FET，但也构成了一个严格的基准粗粒化方法产生的弹性模量的空间分布的统计。
2021-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Granular Packings: Nonlinear elasticity, sound propagation and collective relaxation dynamics
球形颗粒集合体的各向同性压缩实验表明，剪切模量和体积模量随围压的变化快于Hertz-Mindlin接触弹性有效介质理论（EMT）预测的1/3幂定律。此外，模量之间的比率被发现是由一个恒定的值大于弹性理论的预测。对这些差异的理解一直是颗粒物质领域的一个长期问题。在这里，我们执行的适用性弹性理论的粒状材料的测试。我们进行声传播实验，数值模拟和理论研究，以了解各向同性加载下的变形颗粒软球的弹性响应。我们的结果的行为的弹性模量的系统符合很好的实验。我们表明，弹性部分描述了压缩载荷下的系统的实验和数值结果。然而，它彻底失败的剪切扰动下的系统，特别是填料没有切向力和摩擦。我们的工作表明，一个正确的处理应该不仅包括纯粹的弹性响应，但也集体弛豫机制有关的结构无序和非仿射运动的颗粒。
2005-03-02 cond-mat.soft
A New Perspective on Thermally Fluctuating 2D Elastic Membranes: Introducing Odd Elastic Moduli and Non-Equilibrium Effects
本文研究具有奇数弹性模量的热涨落二维弹性膜，通过各向同性弹性张量推广引入 $K_{odd}$ 和 $A_{odd}$ 以刻画非平衡主动效应，并利用 Langevin 方程和重正化群分析揭示两种模量在长尺度下的不同影响，同时提出无需粗粒化的新模拟方法。
2023-07-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Impulsive correction to the elastic moduli obtained using the stress-fluctuation formalism in systems with truncated pair potential
众所周知，在距离r_cut处对势的截断通常意味着对势的一阶导数的压力和其他力矩的脉冲修正。取决于r_cut的截断也可能是相关的高阶导数理论上显示的玻恩贡献的弹性模量使用的应力波动形式主义在d维。专注于各向同性液体的剪切模量G必须消失的建设，预测的修正进行了测试，分别为二进制混合物和多分散Lennard-Jones珠，d=3和d=2维。
2012-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elastic Behavior of a Two-dimensional Crystal near Melting
使用视频显微镜的位置数据，我们确定的弹性模量的二维胶体晶体作为温度的函数。从波矢量相关的正常模式弹性常数的限制$q\to 0$中提取的模量，并比较重整化的杨氏模量的KTHNY理论。该理论的一个基本要素是普遍预测杨氏模量在熔融温度下必须接近$16 π$。在我们的实验中确实观察到了这一点。
2004-07-05 cond-mat.soft
Relative variations of nonlinear elastic moduli in polystyrene-based nanocomposites
在本文中，我们应用的方法的基础上分析的声波速度的变化在静态应力下的三阶弹性模量的测量在三个聚苯乙烯基纳米复合材料与不同的填料：SiO2颗粒，埃洛石天然小管，和炭黑颗粒。通过相同的技术制造的样品和我们的数据提供信息的非线性性能的相对变化所造成的添加的填料的复合材料。复合材料获得的数据进行了比较，与商业级聚苯乙烯。分析了不同填料复合材料非线性弹性模量的变化规律。结果与理论预测定性一致。
2020-05-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Elastic Moduli in Nano-Size Samples of Amorphous Solids: System Size Dependence
这封信的动机是最近的一些实验煎饼形状的纳米样品的金属玻璃，表明在测量的剪切模量下降后，减少样品半径。对相同尺寸的晶体样品进行类似的测量显示出更温和的变化。在这封信中，我们提供了一个理论，这种现象，我们认为，这样的结果是一般预期的任何非晶态固体，与主要影响有关的贡献增加的表面相对于散装样品变小时。我们采用精确的剪切模量和系统的海森矩阵的特征值之间的关系，探索表面模式的作用，影响弹性模量。
2012-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tessellated granular metamaterials with tunable elastic moduli
本研究提出一种镶嵌式颗粒超材料，通过柔性封闭胞元内的特定颗粒构型限制重排，实现剪切模量及切变体积模量比随压力升高而降低，探明了其力学响应的调控变量。
2023-03-21 cond-mat.soft
Variational approach to Yukawa fluids. II. Instantaneous elastic moduli and sound velocities
Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院高温物理联合研究所）
研究利用基于玻戈留波夫不等式、以硬球流体为参考系统的变分方法评估汤川流体的弹性模量和声速，证明了该方法准确性，还评估绝热声速并分析了强弱耦合区域转变。
2026-07-29 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Nonaffine Correlations in Random Elastic Media
以空间均匀弹性模量为特征的材料在其边界处受到外部应力时经历仿射变形，即，它们从均匀参考状态的位移$\uv (\xv)$随着位置$\xv$线性增长，并且它们的应变在空间上是恒定的。许多材料，包括所有宏观各向同性的非晶材料，具有随位置随机变化的弹性模量，并且它们必然会响应于外部应力而经历非仿射变形。我们研究一般方面的非仿射响应和相关性，使用解析计算和数值模拟。定义非仿射位移$\uv' (\xv)$为$\uv (\xv)$与仿射位移之差，并研究了非仿射关联函数$\mathcal{G} = < [\uv'(\xv) - \uv' (0)]^2>$及相关函数.我们引入了四种模型随机系统，其随机弹性模量由局部随机弹性常数、随机配位数、随机应力或它们的任意组合引起。我们分析和数值表明，$\mathcal{G}$规模为$A |\xv|^{-(d-2)}$的振幅$A$是成比例的本地弹性模量的方差，无论其起源的随机性。我们证明了非仿射位移的驱动力是随机弹性常数张量乘以仿射应变的空间导数。随机应力本身不会驱动非仿射响应，尽管它可能产生的弹性模量的随机性会驱动非仿射响应。我们研究了随机弹性模量中具有短程和长程相关性的模型。
2006-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Temperature dependence of nonlinear elastic moduli of polystyrene
本文基于声弹性效应测量了聚苯乙烯非线性弹性模量对温度的依赖性，发现非线性模量$l$和$m$的温度敏感性比线性模量高两个数量级，而$n$模量变化在容差内。
2025-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
High-frequency elastic moduli of two-dimensional Yukawa fluids and solids
本文提出了一种计算二维弱屏蔽Yukawa流体和固体的高频体积模量和剪切模量的方法。弹性模量与系统的声速和其他重要特性直接相关。在这篇文章中，我们将讨论这些关系，并提出示例性计算的纵向，横向和瞬时声速，并推导出爱因斯坦频率的微分方程。简单的分析结果表明，与数值计算相比，具有良好的精度。所获得的结果可以是特别有用的上下文中的2D胶体和复杂的（灰尘）等离子体单层。
2018-03-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Long-Range Correlations in Elastic Moduli and Local Stresses at the Unjamming Transition
通过数值模拟研究接近非堵塞相变的二维堵塞固体，发现局部弹性模量与应力均具长程关联，应力关联具普适性而模量关联依赖于相互作用势，非仿射行为是模量长程关联的来源。
2024-08-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effective medium theory of elastic waves in random networks of rods
我们制定了一个有效的介质（平均场）理论的材料组成的随机分布的节点连接直细杆，铰接在节点。定义新的波长相关的有效弹性模量，我们计算的静态模量和超声纵向和横向弹性波的色散关系。在有限波矢量$k$下，波是色散的，相速度和群速度随着波矢量的增加而减小。这些结果直接适用于空孔隙网络。他们还描述了固体基质中的双组分（Biot）理论的流体填充的多孔介质。我们认为，低密度材料的刚度和强度密度比泡沫，气凝胶或骨小梁更高的可能性。
2012-06-13 cond-mat.soft
Pattern Formation in a Substrate--Contactor System with Two Interacting Incompressible Elastic Films
研究了两个相互作用（例如，通过范德华力）的不可压缩薄膜的表面稳定性，其中一个薄膜粘结到基底上，另一个薄膜粘结到接触器上，这是对Shenoy和Sharma，Physical Review Letters 18，119- 122（2001）的工作的扩展。分析表明，不稳定的波长强烈地依赖于剪切模量和厚度的薄膜，但不依赖于相互作用的性质和大小。当膜具有相等的剪切模量时，不稳定性的波长具有在每个膜与刚性接触器相互作用的不稳定性的波长之间的中间值。另一方面，如果薄膜具有不同的剪切模量但厚度相等，则不稳定性的波长与薄膜与刚性接触器相互作用时的波长相同。在更一般的情况下，当两个膜具有不同的剪切模量和厚度时，临界波长的性质更复杂。当接触膜的剪切模量与结合到基板的膜的剪切模量的比率超过5.32时，随着接触膜的厚度增加，不稳定性的波长从接近于由结合到基板的膜的厚度确定的值的值跳跃到接触膜的值。
2001-08-19 cond-mat.soft
Surface tension and the Mori-Tanaka theory of non-dilute soft composite solids
Eshelby的理论是复合材料力学的基础，它允许从复合材料的微观结构的知识来计算复合材料的有效弹性模量。然而，它忽略了界面应力，并且只适用于非常稀的复合材料-即任何夹杂物间隔很远的地方。在这里，Mori-Tanaka多相近似方案的框架内，我们扩展Eshelby的理论，以处理在非稀释极限的界面应力的复合材料。特别是，我们计算的弹性模量的复合材料组成的一个兼容的，弹性的固体托管相同的液滴的非稀释分布。复合材料刚度强烈地依赖于液滴尺寸$R$与弹性毛细血管长度尺度$L$的比率。当$R/L\lesssim 100$.当$R < 3L/2$（$R=3L/2$）液体包裹体包裹固体时（掩盖固体的远场特征）。
2015-12-26 cond-mat.soft
Elastic collapse in disordered isostatic networks
均衡网络的刚性最小，因此一般具有非零弹性模量。规则的均衡网络在大尺寸的极限下具有有限的模量。然而，数值模拟表明，所有的弹性模量的几何无序均衡网络的系统尺寸趋于零。这对位置无序和拓扑无序都是正确的。在大多数情况下，弹性模量下降的系统尺寸的逆幂律。在有向均衡网络中，正方形和立方晶格是其特例，其模量随网络尺寸呈指数下降。对于这些，所观察到的弹性弱化可以定量地描述在乘法增长的应力与系统的大小，从而引起的体积和剪切模量的顺序exp{-bL}。球填料的情况下，只接受压缩接触力，被认为是单独的。有人认为，这些有一个有限的体积模量，因为特定的相关性，在接触障碍，压缩性的约束。我们讨论为什么他们的剪切模量，然而，再次为零的大尺寸。提出了一个定量模型，描述了数值测量的剪切模量，无论是作为加载角和系统尺寸的函数。在所有情况下，如果存在密度p>0的过约束，例如当填料因压缩而变形时，或者当玻璃在其均衡组成窗口之外时，所有渐近模量变为有限。对于具有周期性边界条件的方形网络，这些条件的阶为sqrt{p}。对于有向网络，弹性模量为exp{-c/p}阶，表明存在1/p阶的“均衡长度尺度”。
2012-01-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stability dependence of local structural heterogeneities of stable amorphous solids
非晶态固体普遍的反常振动和热性质被认为与弹性的局部变化有关。最近研究表明，振动特性对玻璃的稳定性很敏感。在这里，我们研究的稳定性依赖的局部弹性常数的模拟玻璃成形器在很宽的范围内的稳定性，从一个不良退火玻璃的玻璃，其稳定性是相当的实验室异常稳定的气相沉积玻璃。我们表明，随着稳定性的增加，玻璃变得更加均匀，证明了一个较小的方差的局部弹性常数。我们发现，根据在这项工作中使用的局部弹性模量的定义，局部弹性模量是不空间相关的。
2019-09-26 cond-mat.soft
The Role of Architecture in the Elastic Response of Semiflexible Polymer and Fiber Networks
我们研究了热波动刚性聚合物交联网络的弹性。与纯机械的对应物相比，这些热网络具有质的不同的弹性响应。通过考虑单一聚合物弹性的熵起源，网络获得了对多分散性和结构随机性的强烈敏感性，这在无热模型中是完全不存在的。在广泛的数值研究中，我们系统地改变了网络的结构，并确定了大量的现象，清楚地表明了新兴的宏观模量对潜在的介观网络结构的强烈依赖。特别是，我们强调的重要性，在很大程度上控制网络的弹性响应的聚合物全长，令人惊讶的是，即使在参数区域，它没有明确进入宏观模量。我们提供了理论的缩放参数，所观察到的宏观弹性的微观和介观尺度上的物理机制。
2007-01-18 cond-mat.soft
Odd elasticity
胡克定律指出，弹性物体所经受的力或应力与所施加的变形或应变成比例。应力和应变之间的比例系数的数量，即，弹性模量受到能量守恒的约束。在这封信中，我们解除了这一限制，并将线性弹性推广到具有违反力学互易性的非保守微观相互作用的活动介质。这个广义的框架，我们称之为奇弹性，揭示了两个额外的模量可以存在于一个二维各向同性固体活性债券。这种奇弹性固体可以被看作是一个分布式发动机：在准静态变形周期中，功被局部提取或注入。使用连续方程，粗粒度的微观模型，和数值模拟，我们发现的现象，从活动引起的拉胀行为，以波的传播提供动力的自我维持的主动弹性周期。除了提供超越现有活性固体流体力学理论的见解外，奇弹性还提出了新兴自主材料的设计原则。
2019-02-20 cond-mat.soft
Controlling mechanical properties of a polymeric glass
在这项工作中，我们使用分子模拟研究的方法来控制聚合物玻璃材料的机械性能，如弹性模量，机械不均匀性以及它们的玻璃化转变温度。我们研究了填充和未填充的聚合物，并研究了颗粒尺寸，体积分数和聚合物-颗粒相互作用的影响。我们确定了弹性模量和玻璃化转变温度的流动性和动态异质性之间的关系。
2016-10-12 cond-mat.soft
Odd elasticity and topological waves in active surfaces
本研究探讨了活性表面（中等厚度板）中的奇弹性与非厄米波动力学，发现奇弹性模量能赋予振动模式非零的第一陈数，并揭示了由有限厚度和奇弹性共同作用产生的手性边缘波机制。
2022-10-07 cond-mat.soft
Elastic properties of superconducting MAX phases from first principles calculations
采用第一性原理密度泛函方法，对所有已知的超导MAX相（Nb_2SC，Nb_2SnC，Nb_2AsC，Nb_2InC，Mo_2GaC和Ti_2InC）的弹性性质进行了系统的研究.结果，优化的晶格参数，独立的弹性常数，弹性各向异性和脆/韧性行为的指标，以及所谓的可加工性指数计算。我们还推导出体积和剪切模量，杨氏模量，泊松比为理想的多晶MAX聚集体。所得结果进行了讨论，与现有的理论和实验数据和弹性参数的其他层状超导体。
2010-06-03 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Prescribed pattern transformation in swelling gel tubes by elastic instability
本文研究了管状凝胶的溶胀诱导环向屈曲。当凝胶在机械约束下膨胀时，会产生不均匀的应力，这会在没有外力的情况下引起自发的屈曲失稳。完全控制后屈曲模式的实验证明。一个简单的分析模型，开发使用弹性能预测稳定性和后屈曲模式后膨胀。分析表明，高径比是决定屈曲形态的最关键的设计参数，与实验和数值计算结果吻合较好。
2012-04-12 cond-mat.soft
Entropic Elasticity at the Sol-Gel Transition
溶胶-凝胶转变的研究在两个纯熵模型组成的硬球在连续的三维空间中，与一小部分$p$最近的邻居领域拴不可扩展的债券。当所有的系链都存在时（$p=1$），这两个系统具有简单立方和面心立方晶格的连通性。对于所有$p$以上的逾渗阈值$p_c$，弹性具有立方对称性，其特征在于由两个不同的剪切模量。当$p$接近$p_c$时，两个剪切模量都衰减为$(p-p_c)^f$，其中$f\simeq 2$用于每种连接类型。这一结果类似于随机电阻网络中的电导率行为，并且与许多凝胶弹性的实验研究一致。测量偏离各向同性的剪切模量之间的差异衰减为$(p-p_c)^h$，其中$h\simeq 4$。
2001-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elastic heterogeneity, vibrational states, and thermal conductivity across an amorphisation transition
无序固体表现出不寻常的性质，他们的振动状态和热导率。最近的进展已经很好地建立了“弹性异质性”的概念，即，无序材料表现出空间不均匀的弹性模量。在本研究中，我们利用分子动力学模拟，逐渐将“无序”引入数值系统，以控制其模量的不均匀性。该系统从一个完美的结晶状态开始，逐渐转变为越来越无序的结晶状态，最后经历结构非晶化。我们独立监测的弹性异质性，振动状态，和整个过渡的热导率，并表明弹性模量的异质性是很好的相关性振动和热异常的无序系统。
2014-01-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Mean field elastic moduli of a three-dimensional cell-based vertex model
本研究采用平均场方法，针对基于截角八面体的三维细胞顶点模型，分析了形状指数调节引发的刚性转变，揭示了形状参数化和变形方案对弹性模量的非平凡影响。
2023-08-24 cond-mat.soft physics.bio-ph
Nemato-elasticity of hybrid molecular-colloidal liquid crystals
浸入热致液晶溶剂中的胶体棒是所谓的混合液晶的基础，其特征在于具有可调的双折射流动性，其对称性范围从常规的单轴双折射或反双折射到正交[Mundoor等人，Science 360，768（2018）]。我们提供了这样的系统的弹性模量的理论分析，通过考虑通过表面锚定力，以及空间和静电的杆本身之间的相互作用与嵌入溶剂的各个杆之间的相互作用。对于单轴系统的胶体棒的存在下产生显着增加的splay弹性，我们发现在定量与实验测量。对于正交混合液晶，我们提供了所有12个弹性模量的估计，并表明，只有一个小的子集，这些弹性常数发挥相关的作用，在描述线虫的弹性性能。简要讨论了在实验中确定弹性模量的复杂性和可能性。这些结果将有助于激发未来的研究缺陷修饰的“拓扑”胶体和分析边界驱动的现象，其中双轴向列相产生的非平凡的导演拓扑起着关键作用。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anomalous elasticity of nematic elastomers
利用重整化场论的幂方法研究了弹性体的反常弹性。利用对称性和相关性的一般论点，我们引入了一个最小的Landau-Ginzburg-Wilson弹性能量的弹性体。执行一个图解的低温膨胀，我们分析的位移场的波动和低于上临界尺寸3。我们的分析揭示了某些弹性模量的异常，在这个意义上，它们取决于长度尺度。在$d = 3$中，这种依赖性是对数的，在$d=3$以下，它是具有反常标度指数的幂律类型。4个相关的剪切模量之一消失在长的长度尺度，而唯一相关的弯曲模量发散。
2002-12-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Statistical mechanics of nanotubes
该研究利用统计物理工具探讨热涨落对纳米管力学性质的影响，发现纳米管曲率引入了与径向涨落相关的特征弹性长度尺度，导致面内弹性模量和弯曲刚度在轴向与周向的重整化行为出现差异，并通过分子动力学模拟验证了结果。
2023-05-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tunable dynamic moduli of magnetic elastomers: from X-$μ$CT characterization to mesoscopic modeling
铁凝胶和磁弹性体是通过将介观尺寸的磁性颗粒嵌入交联聚合物基质中而获得的复合材料。它们结合了聚合物材料的可逆弹性变形能力和铁磁流体对外部磁场的高响应性。这些材料突出，例如，大的磁致伸缩以及在外部磁场存在下的弹性模量的显著增加。通过X射线微计算机断层成像，可以高精度地测量每个磁性颗粒的位置和尺寸。在这里，我们使用从实际磁弹性样品中提取的数据作为粗粒度偶极弹簧建模和计算的输入，以调查磁致伸缩，硬化和正常模式谱的变化。更准确地说，我们为每个粒子分配了与其体积成比例的偶极矩，并在它们之间设置了一个随机的弹簧网络，以模仿聚合物弹性基质的行为。扩展我们之前开发的方法，我们计算了系统中产生的结构变化、它们的总体扭曲以及磁相互作用开启时与频率相关的弹性模量。特别是，随着磁化强度的增加，我们观察到链状聚集体的形成，导致显着的整体变形。有趣的是，静态弹性模量可以首先表现出轻微的下降与磁相互作用的幅度的增长，在链形成后出现一个显着的增加。动态模量随磁化强度增加的变化依赖于频率，甚至可以表现出非单调行为。总的来说，我们展示了理论和实验如何相互补充，以了解更多关于这类有趣材料的动态行为。
2017-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
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
Time dependent elastic response to a local shear transformation in amorphous solids
通过分子动力学模拟研究了二维非晶态固体对诱导的局部剪切相变的弹性响应，这种相变模拟了变形玻璃中发生的基本塑性事件。我们表明，对于不同的空间实现的变换，尽管相对波动的顺序之一，长时间的平衡响应平均预测的Eshelby包含问题的连续弹性介质。我们的基本动力学的弹性信号的传播上的影响的特征。交叉传播传输的情况下，弱阻尼动力学的扩散传输强阻尼的证据。在后一种情况下，全时变弹性响应与理论预测一致，通过求解弹性介质中位移场的扩散方程获得。
2014-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Transformation between elastic dipoles, quadrupoles, octupoles and hexadecapoles driven by surfactant self-assembly in nematic emulsion
在基质内包含各向同性流体液滴的乳液对于从生物检测到智能窗的应用是令人感兴趣的，其依赖于液滴周围的分子排列结构响应于化学、热、电和其他刺激的变化。我们表明，微量的常见表面活性剂的吸收或解吸可以驱动连续的转换的弹性多极内均匀排列的微滴的主机。指向矢结构的失平衡动力学来自于不同表面活性剂在液滴-液滴界面处的受控自组装或脱附，随之而来的是弹性偶极、四极、八极和十六极之间的正向和反向转换。我们表征液滴引起的表面和体缺陷的相互转化，探测弹性对相互作用，并讨论了可重构微乳液的基础科学和应用的新兴前景。
2022-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Local elasticity map and plasticity in a model Lennard-Jones glass
在这项工作中，我们计算的局部弹性模量弱多分散2DLennard-Jones玻璃在零温度下进行准静态剪切变形。数值方法使用粗粒度的应变，位移和应力场的微观表达式。这种方法使我们能够计算局部弹性张量和量化偏离线性弹性（局部胡克定律）在不同的粗粒度尺度。从结果中出现一个清晰的画面，具有强烈的空间异质性的弹性模量，同时满足胡克定律的尺度大于一个特征长度尺度的顺序为5原子间的距离的非晶材料。在这个尺度下，玻璃表现为由刚性支架和软区组成的复合材料。非均匀材料的局部弹性结构在非晶材料的弹塑性响应中起着至关重要的作用。对于小的宏观剪切应变，与非仿射位移场相关的结构似乎与弹性模量的空间结构直接相关。此外，对于一个较大的宏观剪切应变，我们表明，低剪切模量区集中的塑性重排形式的大部分应变。这种局部弹性映射的时空演变及其与长期动力学不均匀性以及与材料中的塑性的联系被量化。使用这个局部参数作为随后的局部塑性活动的预测的可能性也进行了讨论。
2009-06-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Elastic Moduli and Vibrational Modes in Jammed Particulate Packings
当我们对无定形固体弹性地施加均匀的仿射变形时，它们也会经历不均匀的非仿射变形，这可能对整体弹性响应产生至关重要的影响。因此，为了正确理解弹性模量$M$，不仅需要考虑仿射模量$M_A$，还需要考虑由非仿射变形产生的非仿射模量$M_N$。在目前的工作中，我们研究的体积（$M=K$）和剪切（$M=G$）模量在静态堵塞的颗粒填料在一定范围内的包装分数$φ$。这项工作的一个新颖之处是通过位移场和力场的模态分解来阐明每个振动模式对非仿射$M_N$的贡献。在（非）干扰跃迁$φ_{c}$附近，振动态密度$g(ω)$在特征频率$ω^\ast$以上的中频区域中显示出平台。我们说明，这种不寻常的功能明显的$g(ω)$反映在$M_N$的行为：作为$φ\rightarrow φ_c$，其中$ω^\ast \rightarrow 0$，这些模式的$ω< ω^\ast$贡献越来越少，而贡献从那些$ω> ω^\ast$接近一个恒定的值，导致在$M_N$接近一个临界值$M_{Nc}$，作为$M_N-M_{Nc} \sim ω^\ast$。在$φ_c$本身处，体积模量达到有限值$K_c=K_{Ac}-K_{Nc} > 0$，使得$K_{Nc}$具有保持低于$K_{Ac}$的值。相反，对于临界剪切模量$G_c$，$G_{Nc}$和$G_{Ac}$接近相同的值，使得总值恰好变为零，即$G_c = G_{Ac}-G_{Nc…
2016-06-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Incremental auxetic response of composite lattices under isotropic prestress
本文研究了二维和三维格构材料在各向同性预应力作用下的本构响应。所研究的晶格的晶胞由任意数量的连接到一个结的结形成。给出了以拉伸为主的晶格的二阶弹性常数和弹性刚度系数的解析表达式。此外，数值计算结果的增量弹性模量的复合材料晶格配备硬，软杆。结果表明，各向同性预应力桁架在预应力状态下的弹性刚度模量与无应力状态下的弹性刚度模量存在显著差异。这项研究还揭示了预应力晶格可能具有增量拉胀响应，当复合结构适当地结合硬和软材料用于其制造。
2019-12-04 cond-mat.soft physics.class-ph
Elasticity of 2D ferroelectrics across their paraelectric phase transformation
二维（2D）材料跨越2D相变的机械行为是未知的，并且范例SnSe单层的有限温度（$T$）弹性-铁电2D材料转变为顺电体作为它们的晶胞（u.c.）从一个长方形变成一个正方形--在这里是以渐进的方式描述的。首先，它们的零$-T$ { \em弹性能量景观}让位于（类似玻尔兹曼的）平均值，根据平均值确定弹性行为。这些估计与应变波动方法的结果相补充，该方法采用能量景观或{ \em从头计算}分子动力学（MD）数据。这两种方法都捕获了由于结构转变而引起的弹性模量$\langle C_{11}(T)\rangle=\langle C_{22}(T)\rangle$的聚结。这些原子级薄相变膜的弹性参数$\langle C_{11}(T)\rangle$、$\langle C_{22}(T)\rangle$和$\langle C_{12}(T)\rangle$的广泛演化和突然变化建立了迄今为止被忽视的二维材料和软物质之间的联系。
2022-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elasticity of colloidal gels: structural heterogeneity, foppy modes, and rigidity
模型胶体凝胶的流变学测量结果表明，剪切模量的胶体体积分数的变化大的变化不反映简单的结构参数，如配位数，它几乎保持不变。我们解决了这个明显的矛盾进行正常模式分析实验测得的键网络的凝胶。我们发现，凝胶的结构异质性，这导致软盘模式和非仿射-仿射交叉频率的增加，演变为体积分数的函数，是关键的理解频率依赖性的弹性。在没有任何自由参数的情况下，我们实现了与测量的机械响应的良好的定性一致。此外，我们实现普遍崩溃的剪切模量通过现象学弹簧阻尼器模型，占流体粘度，颗粒耗散之间的相互作用，并从仿射和非仿射网络变形的贡献。
2018-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elastic properties of mono- and polydisperse two-dimensional crystals of hard--core repulsive Yukawa particles
本文通过蒙特卡罗模拟研究了硬核排斥Yukawa粒子二维晶体的弹性质，发现粒子多分散性显著影响剪切模量，且弹性模量随密度增加而增大，其增长率与德拜屏蔽长度相关，系统表现出正泊松比。
2015-04-28 cond-mat.soft cs.CE physics.comp-ph
Nonlinear and Linear Elastodynamics Transformation Cloaking
我们制定的问题，非线性和线性弹性动力学变换掩盖在一个几何框架。需要注意的是，隐形变换既不是坐标系（坐标系）的空间变化，也不是坐标系（坐标系）的参考变化;隐形变换将各向同性和均匀弹性体的边界值问题（虚拟问题）映射到各向异性和非均匀弹性体的边界值问题（物理问题），该弹性体具有被要设计的隐形物包围的孔。虚拟身体具有所需的机械响应，而物理身体被设计成使用隐身变换来模仿斗篷外部的相同响应。我们表明，非线性弹性动力学变换隐身是不可能的，而非线性弹性静力学隐身可能用于特殊变形，例如，具有圆柱形或球形空腔的主体中的径向变形。对于线性弹性动力学，与文献中以前的观察结果一致，我们证明了斗篷中的弹性常数不是完全对称的，它们不具有次要对称性。我们证明了变换隐身是不可能的，无论形状的洞和斗篷。我们接下来表明，线性弹性动力学变换伪装也不能实现梯度弹性固体;类似于经典的线性弹性的角动量的平衡是变换伪装的障碍。最后证明了对于任意形状的二维线弹性广义Cosserat固体，变换遮盖是不可能的。特别是，在2D中，变换伪装不能在线性Cosserat弹性中实现。我们还表明，变换斗篷的球形腔覆盖的球形斗篷是不可能的设置线弹性广义Cosserat固体。我们猜想这个结果对任何形状的空腔都成立。
2018-07-27 cond-mat.soft math-ph math.MP
Measuring the viscous and elastic properties of single cells using video particle tracking microrheology
我们提出了一个简单的和\emph{non-invasive}实验程序来测量细胞的线性粘弹性被动视频粒子跟踪微流变学。为了做到这一点，一个广义的朗之万方程是通过与时间相关的热波动的珠，化学结合到细胞的\emph{exterior}，与频率相关的粘弹性模量的细胞。结果表明，这些模量与细胞的细胞骨架结构，这在这项工作中是通过改变溶液渗透压从等到低渗条件。在高频率下，粘弹性模量频率依赖性的变化，从$\propto ω^{3/4}$发现在等渗溶液中的$\propto ω^{1/2}$在低渗溶液中，第一种情况是典型的弯曲模式在各向同性\textit{in vitro}重建F-肌动蛋白网络，第二个可能表明，重组的细胞骨架的行为作为一个凝胶与“\textit{dangling branches}“。从这种形式的流变学分析中获得的见解可以证明是对解决细胞生理学和病理学的研究的有价值的补充。
2011-11-11 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
