Analytical Expression for Fracture Profile in Viscoelastic Crack Propagation
The University of Osaka（大阪大学）；ZEN University（ZEN大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本文推导了粘弹性裂纹传播中裂纹轮廓的解析表达式，并基于连续力学基础建立了de Gennes的粘弹性喇叭模型。
2025-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Physical picture for fractures in stratified materials: viscoelastic effects in large cracks
我们提出了一个直观的物理图片裂缝珍珠型层状材料通过缩放参数：断裂周围的应变分布是相当不同的方向和大小的骨折。因此，我们观察到，粘弹性效应是重要的平行骨折。通过最简单的弱交联聚合物粘弹性模型考虑了这些影响。在一定的范围内，我们发现了类似于某些聚合物中的喇叭形裂纹形状，并预测了某些分层材料在这种模式下的断裂能。
2002-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Motion of a Viscoelastic Micellar Fluid Around a Cylinder: Flow and Fracture
我们提出了一个实验研究的粘弹性胶束材料的运动围绕一个移动的圆柱体，其范围内的响应从流体状流固体状撕裂和断裂，这取决于圆柱体的半径和速度。由圆柱体驱动的粘弹性裂纹扩展的观察表明极低的撕裂强度，近似等于流体的稳态表面张力。在最高速度下，在圆柱体前面观察到驱动裂纹，其以平均等于圆柱体速度的波动速度传播，这里低至介质中弹性波速度的5%。
2006-05-25 cond-mat.soft
Theory of fracture initiation and propagation in viscoelastic media
Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学）；Politecnico di Bari（巴里理工大学）；CNR - Institute for Photonics and Nanotechnologies U.O.S. Bari（意大利国家研究委员会光子学与纳米技术研究所巴里分部）
本文提出基于虚功原理的框架，预测黏弹性材料的延迟裂纹时间及裂纹演化，通过实验验证理论，揭示裂纹传播的有限速度及稳态条件，首次提出适用于任意加载历史的J积分公式。
2026-05-13 cond-mat.soft
Wound opening in a thin incompressible viscoelastic tissue
我们开发了一个模型，以调查分析和数值的粘弹性，各向同性，均匀，不可压缩的薄组织中的伤口打开的力学。这个过程发生在伤口造成后立即。在任何主动生物作用发生之前，组织松弛，并且伤口主要由于组织的初始稳态张力、其弹性和粘性特性以及组织与其基质之间的现有摩擦而打开。我们发现，对于一个圆形伤口的变形制度是由一个单一的一维参数$λ$，其特征在于摩擦的粘度的相对重要性定义。
2021-02-23 cond-mat.soft
Exactly solvable model for a velocity jump observed in crack propagation in viscoelastic solids
对粘弹性聚合物材料赋予适当的弹性和高韧性的需求在诸如汽车和医疗设备的工业中是普遍存在的。韧化要克服的主要问题之一是与速度跳变有关的灾难性失效，即，裂纹扩展速度的急剧转变发生在所施加载荷的窄范围内。然而，它的物理起源仍然是一个谜，尽管以前的研究超过35年。在这里，我们提出了一个完全可解的模型，表现出的速度跳跃，结合线性粘弹性与连续描述的截止长度。与精确的解决方案，我们阐明的物理起源的速度跳跃：它出现在附近的扩展裂纹尖端的动态玻璃化转变。我们进一步量化的速度跳跃与缓慢和快速的裂纹扩展制度，这将刺激发展的强硬的聚合物材料。
2017-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The trousers fracture test for viscoelastic elastomers
本文基于 Shrimali 和 Lopez-Pamies 提出的仅含固有断裂能 $G_c$ 的 Griffith 临界条件基本形式，系统解释了粘弹性弹性体裤形撕裂试验中裂纹扩展的机理。
2023-03-09 cond-mat.soft
Gradient flow model of mode-III fracture in Maxwell-type viscoelastic materials
我们制定了一个相场裂纹扩展模型的模式III断裂的麦克斯韦型粘弹性材料。为了描述粘弹性松弛，除了在原始弹性模型中使用的位移场和损伤相场之外，还使用了粘流应变场变量。与以前的模型中构建的机械工程界，我们的模型是基于驱动（单向）梯度流系统的物理自然系统能量的通用程序，并采用没有额外的假设，如叠加的关系，应力和应变（及其时间导数）仅适用于线性粘弹性。数值模拟表明，施加载荷和粘弹性松弛的变形增加之间的竞争决定了是否发生了明显的裂纹扩展从初始裂纹。此外，我们认为数值结果从一个充满活力的角度来看。
2019-09-28 cond-mat.soft nlin.AO
Steady-State Cracks in Viscoelastic Lattice Models
我们研究了在粘弹性动力学晶格上传播的III型裂纹的稳态运动。开尔文粘度$η$的引入允许晶格结果和连续处理之间的直接比较。利用数值和分析（维纳-霍普夫）技术，我们探讨了这种比较作为一个功能的驱动位移$Δ$和横向网站的数量$N$。在任何$N$中，连续介质理论都忽略了晶格俘获现象;这是众所周知的，但是$η$的引入了一些新的转折。更重要的是，对于大的$N$，即使在大的$Δ$，标准的二维弹性动力学方法完全错过了$η$依赖的速度选择，因为这种选择完全消失在领先的原始连续极限的晶格问题。
1998-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
The single edge notch fracture test for viscoelastic elastomers
Department of Civil and Environmental Engineering, University of Illinois, Urbana–Champaign, USA（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校土木与环境工程系）
利用Griffith临界条件，通过参数研究和实验对比，揭示了非高斯弹性、非线性粘度和固有断裂能如何相互作用并控制断裂成核，同时量化了现有分析的局限性。
2026-06-16 cond-mat.soft
Nonlinear viscoelasticity and generalized failure criterion for polymer gels
聚合物凝胶表现为软粘弹性固体，并表现出一般的非线性力学响应，其特征在于在不可逆失效之前显著硬化，最常见的是通过宏观断裂。在这里，我们的目的是捕获后一种情况下的蛋白质凝胶使用的非线性积分本构方程建立在（$i$）的线性粘弹性响应的凝胶，在这里很好地描述了幂律松弛模量，和（$ii$）的非线性粘弹性的凝胶，编码成“阻尼函数”。这样的形式主义定量预测的剪切启动实验的凝胶机械响应，宏观故障的发病。此外，由于凝胶失效涉及宏观裂纹的不可逆增长，我们耦合后者的应力响应与贝利的脆性固体的耐久性准则，以预测在故障点的应力$σ_c$和应变$γ_c$的临界值，以及它们如何与所施加的剪切速率缩放。理论和实验之间的良好的协议表明，在这种软粘弹性凝胶的裂纹增长是一个马尔可夫过程，贝利的标准远远超出了硬材料，如金属，玻璃，或矿物。
2017-01-05 cond-mat.soft
Temperature field and heat generation at the tip of a cutout in a viscoelastic solid body undergoing loading
本文用有限元法定量分析了粘弹性固体在加卸载过程中的温度场演化。特别是我们调查的温度场内部的Kelvin-Voigt型粘弹性体与薄切口。我们发现，粘度显着有助于温度场的变化，并启动的加载-卸载过程的温度场的变化强烈集中在尖端的薄切口。预测的温度场定性地对应于在实验中观察到的温度场，集中在同时加热和应变测量在裂纹尖端内的材料，如填充橡胶。
2020-12-11 cond-mat.soft
Crack-Tip Opening as a Probe for Length-Scale Separation in Geometrically Nonlinear Solids
Institute for Building Materials, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院建筑材料研究所）；Laboratoire de Physique, CNRS, ENS de Lyon, Université de Lyon（里昂高等师范学院物理实验室，法国国家科学研究中心）；Departamento de Física, Universidad de Chile（智利大学物理系）
研究脆性软固体在I型平面应变下几何非线性对静态裂纹近尖端场的作用，利用可压缩材料模型分析，通过裂纹尖端开口位移提出后处理方法并推导解析解，定义非线性长度尺度，揭示几何非线性作用，为非线性弹性断裂力学研究提供基础框架。
2026-09-22 cond-mat.soft
Pattern Formation During Deformation of a Confined Viscoelastic Layer: From a Viscous Liquid to a Soft Elastic Solid
我们研究了受限粘弹性层拉伸变形过程中的斑图形成。模型系统（具有不同交联度的PDMS）的使用使我们能够连续地从粘性液体到弹性固体。我们观察到两个不同的制度指不稳定性：一个制度称为“弹性”的界面裂纹扩展的指波长只与膜厚度的比例，和一个散装制度称为“粘弹性”的指不稳定性显示了萨夫曼-泰勒的行为。在这两种情况下，我们发现良好的定量协议与理论，并提出了一个减少的参数描述两个政权之间的过渡，并允许在整个范围内的粘弹性预测所观察到的模式。
2008-08-28 cond-mat.soft
The linear viscoelastic fracture theory applies to soft solids better when they are... viscoelastic
本文提出一种基于动态力学分析数据的线性粘弹性方法，用于软固体断裂与粘附破裂分析，发现其在更具粘弹性的体系中能更好地匹配实验数据并给出物理合理的过程区尺寸。
2024-07-01 cond-mat.soft
A convective instability mechanism for quasistatic crack branching in a hydrogel
明胶水凝胶中的准静态裂纹扩展实验揭示了一种新的分支不稳定性，其由用一滴比本体粘度低的水性溶剂润湿尖端开口而引发。我们表明，不稳定的分支的出现结果从二次裂纹扩展的速率和平流远离非线性弹性区域的大小$\mathcal G/E$，其中$\mathcal G$是断裂能和$E$的小应变杨氏模量的速率之间的平衡。我们建立了一个最小的，预测模型，结合了这个介观区域的机械特性和过程区的物理特征。它占的稳定性图的细节，并借支持的想法，非线性弹性起着关键作用的裂纹前缘的不稳定性。
2009-11-20 cond-mat.soft
Universality in the velocity jump in the crack propagation observed for food-wrapping films for daily use
本研究以日常食品包装薄膜为对象，观测其恒定速度拉伸下的裂纹扩展行为，发现临界应变处存在高可重复性的普适速度跳跃现象，为聚合物基韧性材料研发提供了新方向。
2025-11-18 cond-mat.soft
Adhesion between a viscoelastic material and a solid surface
在本文中，我们提出了一个定性的耗散过程中的粘弹性聚合物和固体表面之间的界面破坏的分析。我们重新评估“粘弹性喇叭”模型[P. - G. de Gennes，C. R. Acad. Sci. Paris，307，1949（1988）]，并且表明，对于交联聚合物，由于断裂尖端附近的局部过程，界面韧性G（V）从相对低的值G_0开始，并且上升到最大值$G_0 (μ_{\infty}/μ_0)$（其中$μ_0$和$μ_{\infty}$分别代表材料在低应变频率和高应变频率下的弹性模量）。这种增强的断裂能是由于远场粘性耗散的散装材料，并开始剥离率V远低于以前认为的。对于一个聚合物熔体，粘附能预计规模为1/V。在本文的第二部分中，我们比较了我们的一些理论预测与实验结果之间的粘弹性粘附聚二甲基硅氧烷聚合物熔体和玻璃表面。特别是，预期的依赖性的断裂能与分离率的实验数据证实，和观察到的变化，在裂纹轮廓的宽度与我们的简单模型是很好的协议。
2004-01-28 cond-mat.soft
Transonic and supershear crack propagation driven by geometric nonlinearities
本研究证明考虑材料固有的几何非线性可使拉伸（I型）裂纹突破 Rayleigh 波速限制，实现跨音速与超剪切扩展，并改变裂纹尖端的奇异性及相关物理行为。
2024-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nucleation and propagation of fracture in viscoelastic elastomers: A complete phase-field theory
本文提出一种完整的相场理论，用于描述和预测粘弹性弹性体在准静态加载下断裂的成核与扩展，通过扩展现有理论纳入粘弹性、强度和断裂能三个基本要素，并给出数值求解方案。
2025-06-19 cond-mat.soft math-ph math.MP
How heat controls fracture: the thermodynamics of creeping and avalanching cracks
虽然在材料科学中至关重要，但裂纹的动力学仍然缺乏完整的物理解释。从缓慢的蠕变行为到快速传播状态的转变是一个值得注意的关键，因为如果快速雪崩的大小达到系统的大小，它会导致完全的材料失效。我们在这里表明，一个简单的热力学方法实际上可以解释这种复杂的裂纹动力学，特别是在各种材料的力学试验中通常观察到的非单调力-速度曲线。我们考虑一个热激活的故障过程，这是再加上生产和热在断裂尖端的扩散。在这个框架中，温度的上升只影响亚临界裂纹动力学，而不是材料的机械性能。我们表明，这种描述可以定量地再现两种不同的聚合物材料（即，模式I开放的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）板，和剥离的压敏胶（PSA）磁带）的破裂，从非常慢的非常快的断裂制度，超过七到九十年的裂纹扩展速度。特别是，最快的政权获得了数千K的温度增加，在分子尺度上的裂纹尖端周围。虽然令人惊讶，但这种极端温度实际上与伴随裂纹快速传播的不同实验观察一致，即断裂发光（即，破裂期间发射可见光）和死后破裂表面的复杂形态，这可能是由于气泡的升华。
2020-09-18 cond-mat.soft physics.geo-ph
