Structuro-elasto-plasticity (StEP) model for plasticity in disordered solids
用于固体对变形的响应的弹塑性格构模型通常仅通过分配给每个站点的局部屈服应变隐式地包含结构。然而，局部屈服应变可以响应于系统中的附近甚至远处的塑性事件而改变。这种相互作用是理解雪崩等现象的关键，在雪崩中，一个塑性事件可以触发另一个塑性事件，导致一连串事件，但通常在弹塑性模型中被忽略。为了包括相互作用，可以计算给定颗粒系统的局部屈服应变并跟踪其演变，但这是昂贵的，并且需要颗粒相互作用的知识，这通常很难从实验中提取。相反，我们引入了一个结构量“柔软度”，它是使用机器学习获得的，与即将发生的塑料重排相关。我们发现，柔软度也与局部屈服应变。我们将柔软度构建一个“结构弹塑性”模型，再现粒子模拟结果定量几个可观察到的数量，确认我们捕捉到的局部结构，塑性和弹性的相互作用对材料响应的影响。
2022-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Time Scales in the Theory of Elasto-Plasticity of Amorphous Solids
发展非晶态固体的宏观弹塑性理论需要（i）识别相关的宏观状态变量和（ii）区分表征这些变量的不同时间尺度。在目前的理论中，假设应力在与构型变量（无论是构型能量、构型熵还是有效温度）相同的时间尺度上达到其弹塑性稳态值。通过研究二维和三维的数值模拟，我们表明，这通常不是这种情况下，配置自由度可以达到弹塑性稳定状态的时间尺度上，可以是非常不同的时间尺度的应力。我们提供了一个物理讨论来合理化这些发现。
2009-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Insights from the quantitative calibration of an elasto-plastic model from a Lennard-Jones atomic glass
我们比较了基于两种完全不同的数值描述的模型非晶态固体的宏观和局部塑性行为。一方面，我们模拟玻璃样品的原子模拟。另一方面，我们实现了基于固体力学描述的细观弹塑性模型。后者被扩展到考虑各向异性的屈服面通过统计分布的局部和离散的弱平面上的剪切变换可以被激活。为了使比较尽可能的定量，我们考虑一个简单的情况下，准静态驱动的二维系统中的稳态流状态和比较两个模型在相同的长度尺度上测量的机械可观的。我们表明，宏观尺度的响应，包括其波动，可以定量恢复的弹塑性中尺度参数的范围。使用一种新开发的方法，使它有可能探测局部屈服应力的原子模拟，我们校准的局部力学响应的弹塑性模型在不同的粗粒化尺度。在这种情况下，校准示出了一个定性的协议，只有一个优化的子集的中尺度参数和足够粗的探测长度尺度。这种校准使我们能够建立一个长度尺度的介观元素，对应的剪切变形的大小，在弹塑性模型中的一个关键的物理参数的上限。我们发现，某些属性自然出现的弹塑性模型。特别是，我们表明，弹塑性模型再现Bauschinger效应，即塑性引起的各向异性的应力-应变响应。我们讨论了我们的方法的成功和失败，不同的模型成分的影响，并提出了未来的研究方向定量多尺度模型的非晶塑性。
2021-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Emergence of a random field at the yielding transition of a mean-field Elasto-Plastic model
本文研究了一种用于描述非热、准静态剪切非晶态固体屈服转变的弹塑性模型的平均场极限。我们专注于样品到样品的波动，我们解析表征，并详细研究与非热驱动的随机场伊辛模型的类比。我们强调，在屈服过渡的随机场是一个新兴的障碍，我们调查的各种因素，确定其强度。
2022-10-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Statistically equivalent surrogate material models and the impact of random imperfections on elasto-plastic response
由于制造过程，制造的材料通常包含随机缺陷，例如，这些缺陷会显著影响材料的有效性能，并导致机械响应的不确定性。缺陷和不确定性量化（UQ）的影响的数值分析通常可以通过使用数字随机替代材料模型来完成。在这项工作中，我们提出了一个新的灵活类代理模型依赖于少数参数，特别关注两相材料。代理模型被构造为表示拓扑形状的强度场和表示缺陷的高斯扰动的线性组合的水平集。该模型的数学设计参数与物理参数相关，因此易于解释。模型参数的校准是使用渐进式二次采样拟牛顿最小化，使用设计的合成样本和数据之间的距离测量。然后，采用快速采样算法，可以生成任意数量的合成样本以用于Monte Carlo类型的方法。特别是，我们说明的方法在应用到UQ的弹塑性响应的不完美的八边形桁架晶格，它在增材制造中起着重要的作用。为此，我们研究了弹性-塑性形变下晶格晶胞的有效材料性质，并研究了有效杨氏模量对缺陷的敏感性。
2022-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Phenomenal magneto-elastoresistance of WTe$_{2}$: strain engineering of electronic and quantum transport properties
弹性电阻描述了材料在应变时电阻的相对变化。它有两个主要的贡献：应变引起的几何和电子的变化。如果几何因素占主导地位，如在普通金属如铜中，则弹性电阻为正且相当小，即通常为1阶。然而，在少数材料中，电子结构的变化占主导地位，这会产生更大甚至是负值，例如Bi的（-11）。在这里，我们报告说，过渡金属二硫属化物（TMDC）WTe $_{2}$是第二组的成员，表现出大的和非单调的弹性电阻，约（-20）接近100 K，并在低温下改变符号。我们发现，施加的磁场对WTe $_{2}$中的弹性电阻具有显著的影响：在低温下的量子机制中，它导致弹性电阻的量子振荡，其范围在（-80）到120之间，在仅半特斯拉的场范围内。在中温的半经典区，我们发现在磁场中，弹性电阻迅速增加并改变符号。我们提供了一个半定量的理解，我们的实验结果使用第一原理和分析低能模型计算的组合。了解TMDC在单轴应变下的体特性是实现二维TMDC应变工程的重要基础。
2019-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Elasto-plastic residual stress analysis of selective laser sintered porous materials based on 3D-multilayer thermo-structural phase-field simulations
该研究提出粉末分辨的多层FEM相场与热-弹塑性耦合模拟，揭示选择性激光烧结多孔材料中残余应力和塑性应变的演化机制，并建立其与光束能量输入的回归关系。
2024-04-04 cond-mat.mtrl-sci
A two-speed model for finite-strain elasto-plasticity
这项工作提出了一种新的建模方法，宏观，多晶弹塑性从第一原理和一些定义良好的结构假设，纳入温和的速率相关（粘性）性质的塑性流动和微观起源的塑性形变。对于整体动力学，我们从一个两阶段的时间步进计划，表示在大多数实际材料中的塑性流动是远远慢于弹性形变的事实，然后进行详细的分析慢加载极限通道。在这个极限下，可以预期一个与速率无关的演化，但这带来了跳跃的可能性（相对于“慢”时间）。传统上，跳变瞬变的动态通常保持不确定，这导致能量平衡的模糊性和缺陷。为了弥补这一点，本方法精确地描述了能量的跳跃瞬态的限制率依赖的演变在“奇点”。事实证明，速率相关行为可能（但不一定）占上风的跳跃瞬变。在此基础上，我们引入了新的解决方案的概念“双速解决方案”的弹塑性演化系统，它包括一个“慢”和一个“快”的时间尺度，后者参数化的跳跃瞬态。
2015-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A new class of plastic flow evolution equations for anisotropic multiplicative elastoplasticity based on the notion of a corrector elastic strain rate
本文提出了一种新的大应变各向异性弹塑性理论框架。新框架具有以下特点：（1）它对非中等大应变是有效的，（2）它对弹性和塑性各向异性都是有效的，（3）它在速率形式上的描述与无穷小形式的描述是平行的，（4）它与乘法分解是相容的，（5）在任何应力-应变功-共轭对中得到类似的框架，（6）它符合最大塑性耗散原理;（7）对塑性自旋不作任何限制，必须作为独立的本构方程给出。此外，当在中间配置中用对数应变公式表示时：（8）它可以很容易地使用经典的后向欧拉规则进行积分，从而导致附加更新。所有这些性质得到简单地考虑塑性演化的校正率的适当的弹性应变。该公式为金属和软材料的弹塑性提供了一个自然的框架，并解决了所谓的速率问题。
2016-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Locality and Non-locality in Elasto-plastic Responses of Amorphous Solids
目前许多关于非晶态固体塑性的理论都假定塑性形变是空间局部化的。本文提出了一系列数值试验来检验塑性形变的局部化程度。这些实验增加了对所观察到的弹塑性形变的弹性贡献的去除的严格性。它的结论是，对于我们所有的模拟协议的塑性形变不本地化，和他们的缩放是次广泛的。我们提供了一些措施的大小的塑性形变，所有这些显示子广泛的缩放特征的非平凡指数。我们提供了一些证据表明，次广泛的标度律的标度指数是非普遍的，这取决于无序的程度和系统的参数。然而，了解是什么决定了这些指数，应该对非晶态固体的物理学有相当大的启发。
2009-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Multi-directional behavior of granular materials and its relation to incremental elasto-plasticity
用多向加载探针研究了颗粒材料的复杂增量行为。采用先进的离散元模型（DEM）研究了初始单调轴对称三轴加载条件下，小载荷探头的可逆和不可逆应变。该模型使用非凸非球形粒子和一个精确的实现赫兹类Cattaneo-Mindlin模型的接触相互作用。在研究中使用了直线真三轴探头（即，无直接剪切应变或主应力旋转），小应变增量为$2\times 10^{-6}$。可逆响应是线性的，但表现出高度的刚度各向异性。然而，不可逆行为在几个方面偏离了经典的弹塑性。在应力增量的各个方向（加载、卸载、横向加载等）都发生了少量的不可逆应变和接触滑移，证明了弹性域（如果存在的话）小于模拟中使用的应变增量。不可逆应变发生在与主屈服面相切的方向上，且不可逆应变的方向随应力增量的方向而变化。对于偏π平面内的应力增量，不可逆响应具有圆角，这是多种塑性机制的证据。在这些圆角处的响应作为应力方向的函数以连续的方式变化。结果置于高级弹塑性模型的背景下：多机制塑性和切向塑性。虽然这些模型是对传统弹塑性模型的改进，但它们并不完全符合模拟结果。
2018-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A concept of polymeric networks with sliding junctions for the time-dependent response of filled elastomers
本文推导了颗粒增强弹性体在有限应变等温加载下随时间变化的本构方程。橡胶状聚合物被建模为大分子的网络桥接的结可以相对于应变下的散装材料滑动。填充弹性体被认为是一个集合的介观区域，其中滑动发生不同的速率。应用热力学热力学定律建立了颗粒增强橡胶的应力-应变关系。对于拉伸松弛试验，这些方程的特点是由三个可调参数。为了确定实验常数，进行三个系列的松弛试验的纵向应变范围从100至250%。通过对实验数据的拟合，分析了预加载和热恢复对炭黑增强天然橡胶非线性粘弹性响应的影响。
2001-11-18 cond-mat.mtrl-sci
A versatile numerical approach for calculating the fracture toughness and R-curves of cellular materials
我们开发了一种计算脆性和弹塑性晶格材料的I型R曲线的数值方法，并揭示了晶格拓扑结构，相对密度和组成材料行为对二维各向同性晶格的增韧响应的影响。该方法是基于对单边缺口弯曲（SENB）试样的J积分的有限元计算，单个杆件建模为具有线弹性或幂律弹塑性本构行为和基于最大应变的损伤模型的梁。三个二维各向同性晶格拓扑结构（三角形，六边形和戈薇）和两个组成材料（代表脆性陶瓷（碳化硅）和应变硬化弹塑性金属（钛合金））的结果。我们提取的初始断裂韧性和R-曲线的所有晶格，并表明（i）弹性脆性三角形晶格表现出增韧（上升R-曲线），和（ii）弹塑性三角形晶格显示显着增韧，而弹塑性六边形晶格失败的脆性方式。我们表明，这种故障行为的差异可以解释的塑性区的大小，裂纹扩展后增长，并得出结论，晶格中的裂纹扩展的性质（脆性与韧性）取决于组成材料和晶格结构。虽然结果为二维桁架格，所提出的方法可以很容易地应用到三维桁架和壳格，只要裂纹尖端位于一个单元格的空的空间。
2020-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Potential improvement for elastocaloric performances of shape memory alloys through comparing with natural rubber
比较了天然橡胶（NR）和形状记忆合金（SMA）的弹热效应，并提出了SMA的弹热性能的潜在改进。NR和SMA的应力-应变曲线均存在平台和滞后现象。它们归因于相似的相变：NR中的应变诱导结晶（SIC）和SMA中的马氏体相变。对于天然橡胶，预应变可以减少大应变的缺点。对于SMA，在应力平台区，应力随应变的变化较小。因此，SMA的大的动态应力的缺点被提议通过用于直接在该应力平台区中工作的静态预应力来减少。选择合适的预应变（预应力）和应变幅值可以使NR的eC效应工作在相变区（SIC）。这种方法可以提高NR的eC强度和疲劳寿命。由于SMA的相变（马氏体相变）与NR相似，因此也提出了这种方法来改善SMA的eC性能。
2016-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Dislocations in the Field Theory of Elastoplasticity
利用弹塑性线性理论，给出了各向同性固体中螺位错和刃位错的解。计算了应力场、应变场、位移场、畸变场、位错密度和弯矩应力。应力场、应变场、位移场和畸变场均不存在经典弹性力学所预言的奇异性。利用所谓的应力函数法，我们找到了螺位错和刃位错的修正应力函数。
2003-10-31 cond-mat.mtrl-sci
An Approach to Elastoplasticity at Large Deformations
有限塑性理论仍然是一个有争议和热烈讨论的主题。在有限弹塑性的方法中，有两种方法特别流行。第一，在商业有限元代码中实现，是基于引入亚弹性本构关系和添加剂的变形率张量的弹塑性分解。不幸的是，亚弹性的使用可能导致在闭合变形循环中能量的非物理产生或耗散。为了用超弹性代替亚弹性，提出了基于变形梯度张量的乘性弹塑性分解的第二种流行方法。不幸的是，后者的理论是不完美的，因为它引入了中间的塑性配置，这是几何不相容，非唯一的，因此，虚构的物理。在本工作中，试图结合所描述的方法的优点，避免其缺点。特别地，在速度梯度的加性弹塑性分解中引入了塑性形变率张量。该张量用于由广义各向同性Reiner-Rivlin流体定义的流动规则中。的塑性形变率的张量也被用于一个演化方程，允许计算的弹性应变张量，在其反过来，被用于超弹性本构关系。因此，本方法采用超弹性和加法分解的速度梯度，避免非物理hypoelasticity和乘法分解的变形梯度与不相容的塑性配置。将经典的金属塑性理论推广到大变形，建立了各向同性材料弹塑性有限元框架，并对简单剪切变形进行了分析。
2012-04-12 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Analysis of some basic approaches to finite strain elasto-plasticity in view of reference change
Technische Universität Chemnitz（德国化学nitz工业大学）
本文比较了有限应变弹塑性中几种基本方法的弱不变性，分析了其在参考变换下的不变性特性，揭示了其与构成本体假设的关系。
2014-08-20 cond-mat.mtrl-sci cs.NA math.NA
Mode I crack tip fields: strain gradient plasticity theory versus J2 flow theory
研究了具有应变梯度塑性的固体Ⅰ型裂纹尖端的渐近响应。结果表明，裂纹尖端的弹性应变占主导地位的塑性应变，因此，柯西应力和应变状态的渐近给出的弹性K-场。裂纹尖端的弹性区是嵌入在一个环形的弹塑性区。裂纹尖端的渐近分析和有限元计算预测这一特点。当小规模屈服适用时，存在三种不同的区域：外部弹性K场、中间弹塑性场和内部弹性K场。内弹性核显著影响裂纹张开轮廓。当梯度理论的材料长度尺度$\ell$在塑性区尺寸估计的量级上时，裂纹尖端塑性被抑制，如由远程应力强度因子所指示的。本文提出了应变梯度塑性的广义J积分，并用它来描述短裂纹前的渐近响应。裂纹三点弯曲试样的有限元分析表明，裂纹尖端弹性区持续存在的体积塑性和外部J场。
2019-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Determining large-strain metal plasticity parameters using in-situ measurements of plastic flow past a wedge
本文提出一种基于楔形塑性流动原位测量、高速摄影与图像测速的金属大应变塑性参数确定方法，通过最小化内外塑性功差距的迭代优化和参数化方案实现唯一识别，并在铜和无铅焊料上验证了其有效性。
2023-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Uniform materials and the multiplicative decomposition of the deformation gradient in finite elasto-plasticity
在这项工作中，我们分析的乘法分解$\mathbf F=\mathbf F^{e}\mathbf F^{p}$的变形梯度作为一个产品的弹性和塑性因素和均匀材料理论之间的关系。我们证明，假设这样的分解是等效的，有一个统一的材料模型与两种配置-总$ϕ$和非弹性$ϕ_{1}$。我们引入应变张量表征不同类型的演变的材料，并讨论了形式的内能和耗散潜力。得到了组态$(ϕ,ϕ_{1})$和材料度量$\mathbf g$的演化方程。最后给出了这类材料的耗散不等式，指出与塑性和度规演化过程有关的内耗散项为正的条件提供了各向异性屈服准则。
2008-01-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Plastic Response of a 2D Lennard-Jones amorphous solid: Detailed analysis of the local rearrangements at very slow strain-rate
我们详细分析了一个模型非晶材料的原子响应提交塑性剪切在无热，准静态极限。在线性应力-应变行为之后，系统经历噪声塑性流动。我们表明，塑性流动是空间不均匀的。两种类型的塑性事件发生在系统中：四极局域重排，剪切带。粒子的个别运动的分析也显示了两个制度：一个超扩散制度，其次是扩散制度，即使在零温度。
2006-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Crystal elasto-plasticity on the Poincaré half-plane
我们探索的非线性变分模型的二维（2D）晶体塑性应变能的基础上是不变的全对称群的2D晶格。我们使用一个自然的参数化应变空间通过上复杂的庞加莱半平面。这透明地显示了晶格对称性对能量景观的约束。准静态能量最小化自然会引起突发塑性流动和形状变化的晶体由于潜在的协调盆地跳跃局部应变活动。这是介导的成核，相互作用，和湮灭的晶格缺陷发生，不需要辅助假设。数值模拟突出了所有这些过程的对称性的显着效果。应变空间上的对称性引起的运动学图谱阐明了能量极值的安排和应变跳跃路径的可能分叉如何影响晶格中的塑性机制和缺陷图案的复杂性。
2020-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Characterization of the soft behavior of nematic elastomers over a range of temperature and strain rates
California Institute of Technology（加州理工学院）；Saint-Gobain Research North America（圣戈班北美研究院）
本文通过新实验装置和数据集，研究了向列弹性体在不同温度和应变速率下的软行为，并将其拟合到新的模型中。
2025-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Free-Boundary Dynamics in Elasto-plastic Amorphous Solids: The Circular Hole Problem
本文发展了空间非均匀非晶态固体中塑性形变的非热剪切转变区理论。我们的最终目标是描述的动态边界的空隙或裂纹在这样的系统时，他们受到远程，时间依赖的牵引力。这里的理论说明的情况下，一个圆孔在一个无限的二维板，一个高度对称的情况下，使我们能够解决大部分的问题解析。尽管这个例子具有特殊的对称性，但它包含了系统的许多一般特征，在这些系统中，应力集中在自由边界附近，并使它们发生不可逆的变形。我们从两个方面偏离了对这类问题的传统处理方法。首先，STZ分析使我们能够跟踪空间异质性，内部状态变量，如有效的无序温度，这决定了后续加载的塑性响应。第二，我们的系统受到有限持续时间的应力脉冲，因此能够观察加载和卸载过程中的弹塑性响应。我们计算这些应力脉冲产生的最终变形和残余应力。展望更一般的应用这些结果，我们研究的可能性，构建一个边界层理论，可能是有用的，在不对称的情况下。
2006-12-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Crumpling an elasto-plastic thin sphere
折皱现象在我们的日常生活和自然界中是普遍存在的。它表现出许多有趣的性质，如超韧的抗压力与小于30 $\%$的体积密度，幂律的压力与密度的关系，和爆裂噪声的发生频率与强度模仿地震。这些结果主要是通过使用平的薄片获得的。但是，在现实中，大多数褶皱的物体表现出非零的固有曲率。值得注意的例子是破碎的铝罐，汽车残骸，以及细胞在血管中进出。在这项工作中，我们专注于建立一个事实，即他们的行为非常不同的平板，采用实验和分子动力学模拟。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
High Strain Rate Behavior of Liquid Crystal Elastomers
本文针对各向同性起源多畴液晶弹性体，利用新型拉伸落锤塔实现高应变率测试，并扩展本构模型以描述其宽应变率行为，为能量吸收应用提供实验与理论支持。
2025-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Generalized loading-unloading contact laws for elasto-plastic spheres with bonding strength
本文给出了具有粘结强度的弹塑性球体的广义加卸载接触定律。按照内聚区模型的精神，所提出的机械接触定律在卸载开始时通过正则化项是连续的，该模型在颗粒间断裂的条件中引入了小且可控的误差。这种连续性与标准机械加载和卸载接触理论的行为形成鲜明对比，后者在卸载开始时表现出不连续性，此时颗粒在塑性形变期间形成固体桥。该配方取决于五种材料的性能，即两个弹性性能（杨氏模量和泊松比），两个塑性性能（塑性刚度和幂律硬化指数）和一个断裂力学性能（断裂韧性），其预测与详细的有限元模拟一致。所提出的配方的数值鲁棒性和效率证明了通过执行三维粒子力学静态计算的微观结构演变过程中的三个最重要的步骤粉末模压，即在压实，卸载和喷射。这些模拟揭示了演变，相对密度接近一，微观结构特征，工艺变量和紧凑的机械属性，这是定量的实验观察到的相似，并在显着的协议与文献中报道的（半）经验公式。
2018-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Recurrent neural networks and transfer learning for elasto-plasticity in woven composites
University of Gothenburg（哥德堡大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本文提出用循环神经网络结合迁移学习替代编织复合材料细观仿真，通过平均场数据与网格搜索调参，实现从随机游走到循环加载的应力预测，验证了其对路径相关弹塑性响应的建模能力。
2023-12-07 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Perspective: Probing elasto-quantum materials with X-ray techniques and in situ anisotropic strain
本文展望了结合原位各向异性应变与X射线技术探测量子材料微观弹性响应的方法，回顾了代表性研究并指出其在量子材料研究中的新兴机遇与光明前景。
2024-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
EPi-cKANs: Elasto-Plasticity Informed Kolmogorov-Arnold Networks Using Chebyshev Polynomials
University of Utah（犹他大学）
本研究提出一种基于切比雪夫多项式的弹塑性感知Kolmogorov-Arnold网络（EPi-cKAN），通过集成物理原理与增强切比雪夫多项式，在参数更少的情况下实现了对非线性应力-应变关系的精确预测与泛化。
2024-10-12 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.comp-ph
Fatigue crack propagation in a quasi one-dimensional elasto-plastic model
采用格形弹簧模型，对准静态循环载荷作用下的疲劳裂纹扩展进行了数值和解析研究。该系统具有准一维几何形状，由两个对称的链组成，它们被拉开，从而使连接它们的弹簧断裂，并产生裂纹的前进。准静态裂纹扩展是由于形成链的弹簧中包含的塑性而发生的，这意味着每个弹簧的应力-应变曲线与历史有关。该模型的连续限制允许详细的分析处理，给出了物理的传播机制的洞察力。这个简单的模型捕捉的关键功能，导致众所周知的现象，在疲劳裂纹扩展，特别是一个巴黎式的法律裂纹前进循环载荷下，和过载阻滞效应。
2012-06-27 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Stochastic evolution elasto-plastic modeling of a metallic glass
本文提出一种直接利用原子模拟数据的数据驱动随机弹塑性建模方法，以金属玻璃为对象，将材料状态映射到由剪切应力和非弹性能构成的二维状态空间，揭示了两个状态变量足以描述其弹塑性响应及年轻化与老化平衡的稳态行为。
2024-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Prediction of local elasto-plastic stress and strain fields in a two-phase composite microstructure using a deep convolutional neural network
本文提出基于3D U-Net卷积神经网络的深度学习框架，通过两步训练策略快速预测两相纤维增强复合材料在加载-卸载路径下的微观弹塑性应力与应变场，大幅提升计算效率。
2023-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Deformation and flow of amorphous solids: An updated review of mesoscale elastoplastic models
无序固体的变形和流动，如金属玻璃和浓乳液，涉及到粒子的快速局部重排，引起长程变形场。为了描述这些非均质过程，弹塑性模型将材料处理为在弹性行为和塑性松弛之间交替的“介观”块的集合，当它们被加载时。塑性松弛事件以非常各向异性的方式重新分布系统中的应力。我们不仅回顾了这些模型提供的物理洞察力到实际问题，如应变局部化，蠕变和稳态流变学，但也解决了基本问题，他们在屈服点和雪崩的塑料事件的统计临界。此外，我们讨论了与并发平均场方法和相关问题，如晶体的塑性和弹性线的脱钉连接。
2018-07-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Necking instabilities in elasto-viscoplastic materials
颈缩不稳定性，其中拉伸（延伸）变形局部化到一个小的空间区域中，是弹粘塑性材料中的一般失效模式。在这一非常广泛的类别中的材料-包括非晶、晶体、多晶和其他材料-具有在小应力下的主要弹性响应、在相当明确的屈服应力下的塑性开始和速率依赖性。颈缩不稳定性涉及系统的几何形状和其本构行为之间的独特耦合。我们认为一般的弹粘塑性本构关系涉及的内部状态字段，它代表了结构的演变过程中的材料塑性形变，并研究颈缩在长波长近似（有时称为润滑或细长杆近似）。我们推导出一个一般表达式的最大的依赖于时间的特征值在近似WKB的线性稳定性分析，突出各种基本的物理效应涉及颈缩。然后，这个表达式被用来提出颈缩的发生，更重要的是出现强本地化的标准。应用应变软化非晶塑性，在剪切-转换区模型的框架，和应变硬化晶体/多晶塑性，在框架的Kocks-Mecking模型，提出。这些不同材料模型的定量分析支持了理论预测，特别是颈缩过程中的强局部化。
2018-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
A finite viscoelastic constitutive model for low to high strain rate response of elastomers with application of strain rate-induced glass transition
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
提出一种热力学一致、微观力学启发的本构模型，通过分子运动和分子间重排/取向机制描述弹性体从低到高应变率下的率相关应力-应变行为及滞后，并捕捉玻璃化转变。
2026-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Equivalent Plastic Strain Gradient Plasticity with Grain Boundary Hardening and Comparison to Discrete Dislocation Dynamics
Wulfinghoff等人[53]的梯度晶体塑性框架包含等效塑性应变和晶界屈服，并通过额外的晶界硬化进行扩展。通过与铝型三晶在拉伸载荷下的许多离散位错动力学（DDD）模拟的平均结果的比较，校准了连续介质模型中的新硬化参数。结果表明，虽然在离散模拟晶界（GB）是不可穿透的，无限GB屈服强度对应于微硬GB条件，是不适用于连续介质模型。一个有限的GB屈服强度与各向同性的体积Voce硬化关系的组合也未能模拟DDD获得的塑性应变分布。相反，一个有限的GB屈服强度结合GB硬化取决于在GB的等效塑性应变示出给DDD结果更好的协议。DDD模拟中使用不同取向的中心晶粒获得的塑性应变分布的差异不能被捕获，这表明在连续介质模型中应包括位错到达GBs的取向差相关的弹性相互作用。
2015-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Plastic strain is a mixture of avalanches and quasi-reversible deformations: Study of various sizes
通过离散位错动力学模拟，研究了在应力缓慢增加时，具有不同数量相互作用的线性刃型位错的系统的塑性流动的尺寸依赖性。雪崩之间的区域在个人的应力曲线的函数的塑性应变被发现几乎是线性的和可逆的，其中的塑性形变服从一个有效的运动方程与近线性力。对于小的塑性形变，应力-应变曲线的平均值在20年内呈幂律分布。在这里，对于稍大的塑性形变，平均应力-应变曲线在较大尺寸下收敛，而它们的方差则缩小，这两者都表明存在一个应力极限。收敛的平均值随着尺寸的增加而减小，与实验中的尺寸效应一致。对于大的塑性形变，在稳定流动设置，在这个模型系统中没有实现的物理极限。
2014-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Evolution of Plastic Strain During a Flow Forming Process
通过测量变形材料的局部显微压痕硬度，研究了不同条件下AISI 1020钢板在光滑圆柱芯棒上单辊正向流动成形时等效塑性应变沿厚度方向的分布规律。等效塑性应变在工件的内、外表面较高，在中心处最低。经验表达式描述了轧辊和芯轴的总的局部等效塑性应变内的流动形成的部分的贡献。讨论了这些表达式对旋压减薄量的依赖性。
2011-10-28 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Ductile fracture modeling by phase field, Hencky strain elasticity and finite J2 plasticity using nonlocal operator method
采用非局部算子法建立了考虑Hencky应变和有限J2塑性的韧性断裂相场模型。用相场模型对有限应变下的J2塑性问题进行了变分推导。该方法包括对数应变张量和指数映射的塑性演化。实现了一种基于谱分解的复合矩阵函数一阶和二阶导数的计算算法。一致的切线刚度矩阵推导并用于牛顿-拉夫森迭代。数值算例验证了该方法的有效性，包括单边缺口板的脆性断裂和韧性断裂，以及杆的颈缩问题。
2023-02-07 cond-mat.mtrl-sci cs.NA math.NA
