Emergence of linear isotropic elasticity in amorphous and polycrystalline materials
我们调查的出现各向同性线弹性的非晶和多晶固体，通过广泛的数值模拟。我们表明，弹性性能相关的有限长度尺度$ξ_E$，使中心极限定理规定的连续线性各向同性弹性的出现，增加试样尺寸。有限尺寸$L > ξ_E$系统的刚度矩阵得到添加到由线性各向同性弹性预测的随机谱范数$(L/ξ_E)^{-3/2}$，在三个空间维度。我们进一步证明，弹性长度尺度对应的结构相关性，这在多晶体中反映了典型的尺寸的晶界和长度尺度特征的应力场中的相关性。最后，我们证明了弹性长度尺度的影响衰减的各向异性的长期相关性的局部定义的剪切模量和剪切应力。
2021-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scale-dependent elasticity as a probe of universal heterogeneity in equilibrium amorphous solids
平衡非晶态固体状态--形成，例如通过使大分子流体的组分充分地无规交联-是以颗粒定位长度的普遍分布为特征的非均相状态。接近交联密度控制的连续无定形固化过渡，这种分布服从缩放形式：它有一个单一的峰值，在一个长度尺度发散（随着宽度的分布）的过渡接近。控制非晶态固体宏观弹性剪切变形的模量不依赖于局域化长度的分布。然而，这是自然的预期，在逐渐变短的长度尺度的变形-中尺度变形-的有效模量表现出规模依赖性，软化的变形长度尺度减小。这是因为局部化颗粒的增加部分实际上在变形长度尺度上是液体状的，因此在对弹性响应的贡献方面不太有效。在本文中，局部化长度的分布和尺度相关的弹性剪切模量之间的关系进行了探讨，它是示出，在设置的副本平均场论，有效模量确实表现出尺度相关的软化。通过这种软化，中尺度弹性提供了一个探针的非均匀性的状态，其特征在于本地化长度的分布。特别是，短的长度尺度的弹性形变的响应示出在短的本地化长度的普遍的本地化长度分布的渐近发光。
2023-01-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous Elasticity and Screening in Amorphous Solids
非晶态固体似乎对小的外部应变有弹性反应，但与理想弹性介质相反，在任何应变值下，塑性反应立即大量存在。这种塑性响应在本质上是准局部化的，其中“最便宜”的是四极源。这种塑性响应的存在导致{ \em屏蔽弹性}，其中应变和应力可以根据具体的屏蔽机制在数量上或质量上不同于未屏蔽理论。在这里，我们提供了一个理论，这种屏蔽效应的塑料四极，偶极子和单极子，解释他们的自然外观，并指出类似的静电屏蔽的电荷和偶极子。对于低密度的四极杆，与纯弹性理论相比，其效果是使弹性模量归一化而没有质的变化;对于较高密度的四极杆，屏蔽效应导致质的变化。预测的空间依赖性的位移场所造成的本地源的应变和数值模拟相比。我们发现反常弹性比静电学更丰富，因为它具有静电模拟中没有的屏蔽模式
2021-06-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Direct Measurement of Dipoles in Anomalous Elasticity of Amorphous Solids
非晶态固体物理学研究的最新进展表明，机械应变可以通过形成本质上通常为四极的塑性事件来强烈屏蔽。该理论规定，四极子的密度梯度作为紧急偶极子源，导致强屏蔽和机械响应的质的变化，例如在位移场中所看到的。在这封信中，我们首先提供直接测量的偶极场，独立于任何理论假设，其次，我们证明了最近提出的理论的详细协议。这两个目标是通过使用模拟和实验的数据来实现的。最后，我们将展示如何测量的偶极场精确的理论参数，确定的位移场的轮廓。
2021-11-22 cond-mat.dis-nn 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
Anomalous Elasticity and Emergent Dipole Screening in Three-Dimensional Amorphous Solids
将描述非晶固体塑性事件的屏蔽理论扩展至三维，预测并解释了非晶固体中无晶体缺陷类比的涌现非拓扑分布偶极屏蔽现象及其反常力学响应。
2022-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stress-stress correlations in two-dimensional amorphous and crystalline solids
本文用经典弹性理论结合实验与模拟数据，证明二维非晶固体与各向同性晶体固体在静态应力-应力关联上不可区分，且 pinch-point 奇点并非非晶独有，证实了静态应力关联的普适性。
2025-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The yielding transition in amorphous solids under oscillatory shear deformation
非晶态固体在天然和人造材料中普遍存在。由于其具有吸引人的机械性能，通常用作结构材料，其实用性主要取决于其对施加应力的响应。这种机械响应的基础过程，特别是非晶态固体的屈服行为，还没有得到令人满意的理解。虽然广泛研究[1-14]，但观察到的屈服行为可能是渐进的，并显著依赖于研究条件，因此难以令人信服地验证现有的急剧屈服转变的理论描述[4，6，8，13，15]。在这里，我们采用振荡变形作为一个可靠的探头的屈服转变。通过广泛的计算机模拟的系统尺寸范围广，我们证明，周期性变形的模型玻璃表现出鲜明的定义屈服过渡的特点是独立的准备历史。与普遍的预期相反[4，8，12]，雪崩的统计数据没有显示即将到来的过渡的迹象，但在整个过渡期间表现出戏剧性的，质的变化。
2016-12-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Breakdown of continuum elasticity in amorphous solids
我们的数值模拟表明，简单的非晶态固体（弹性网络和颗粒填料）的本地力偶极子的响应的特点是由一个长度尺度$\ell_c$，发散作为unjamming接近为$\ell_c \sim (z - 2d)^{-1/2}$，其中$z \ge 2d$是平均协调，和$d$是空间维度，与以前的数字索赔。我们还展示了如何的长度尺度$\ell_c$的大小被放大的无序固体中的内应力的存在。我们的数据表明，接近临界内应力$p_c$的$\ell_c\sim (p_c-p)^{-1/4}$的发散软弹性模式变得不稳定。
2013-12-07 cond-mat.soft
On the anomalous elasticity in the mechanical response of amorphous solids
Sorbonne Université（索邦大学）；Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等师范学院物理实验室，巴黎高等师范学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）
研究无序固体在机械扰动下的弹性与塑性变形，揭示局部不可逆重构与Eshelby类四极子奇异性导致的异常弹性行为，通过弹性-塑性模型与原子模拟对比，探讨四极子密度在热力学极限下的零条件及尺度依赖的长波弹性失效机制。
2026-04-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dynamic Screening by Plasticity in Amorphous Solids
本文研究非晶固体在振荡载荷下的动态响应，提出弹性场被几何偶极子屏蔽的修正理论，通过精确解和数值模拟验证了与经典弹性理论的显著偏离。
2023-12-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Breakdown of Nonlinear Elasticity in Stress-Controlled Thermal Amorphous Solids
在最近的工作中，人们澄清了应变控制下的非晶态固体不具有非线性弹性理论，在这个意义上，剪切模量存在，但非线性模量表现出样品到样品的波动，增长不受约束的系统的大小。然而，与实验更相关的是应力控制条件。在本通讯中，我们表明，也在应力控制下的剪切模量存在，但高阶模量显示无界样本到样本波动。不可避免的结果是，在实验中的应力-应变曲线的表征应与应力相关的剪切模量，而不是与非线性扩展。
2017-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Yielding in amorphous solids reveals an age-dependent intrinsic lengthscale
本研究通过介观尺度分析揭示非晶固体中控制局部失效的内禀长度尺度ζ随体系年龄增长，并引入软矩阵方法为失效机制探测和弹塑性建模提供新平台。
2025-10-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Vibrational density of states of amorphous solids with long-ranged power-law correlated disorder in elasticity
为了确定无序固体的振动态密度$D(ω)$，推导了基于弹性常数（或等效内应力）的幂律空间相关性的振动激发理论。结果提供了第一个预测的玻色子峰在非晶材料的内部应力（或弹性常数）的空间相关性的幂律形式，通常是在实验系统中的情况下，导致对数增强（瑞利）声子衰减。预测在3D中玻色子峰周围的频率的减少的过量DOS的图中发生$\sim -ω^{2}\lnω$形式的对数校正。此外，该理论提供了在低频区域中的状态密度的标度律，包括3D中的$\simω^{4}$制度，并提供了关于玻色子峰值强度如何取决于弹性常数或内应力波动的幂律衰减的强度的信息。解析表达式也来自纵向激励，其中包括对数校正因子的动态结构因子，并提出了支持理论中使用的假设的数值计算。
2020-11-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci 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
Shear hardening in frictionless amorphous solids near the jamming transition
本文通过数值模拟与弹性理论研究深度退火无摩擦堆积体的剪切硬化，揭示键数增加及键取向各向异性、长程关联两个微观起源，补充了阻塞转变的临界普适规律。
2023-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Yielding and plasticity in amorphous solids
本文从统计力学视角综述了非晶态固体在小变形、屈服转变及堵塞转变附近的力学行为，并拓展到致密生物与活性材料流变学研究。
2024-01-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Metastability as a mechanism for yielding in amorphous solids under cyclic shear
本文研究了非晶态固体在循环剪切变形下的屈服行为，证明了它可以映射为在具有吸收边界的约束势场中的随机行走。由此产生的动力学是由第一次通过时间进入吸收状态，足以捕捉到最近观察到的非晶态固体的原子模拟的基本定性特征。我们的研究结果提供了深入了解的机制，潜在的收益率和它的鲁棒性。当激活逃逸吸收状态的可能性被添加，它导致一个独特的确定的阈值能量和屈服应变，从而提出了一个有吸引力的方法来理解疲劳失效。
2021-12-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Rare events and disorder control the brittle yielding of well-annealed amorphous solids
我们使用原子的计算机模拟提供了一个微观描述的非晶材料的脆性破坏，我们评估的作用，罕见的事件和淬火无序。我们认为，脆性屈服起源于罕见的软区，类似于无序系统中的格里菲斯效应。我们用数值方法演示了如何在这样的软区域局部塑性事件触发宏观破坏通过传播的剪切带。这一物理图像，不再持有不良退火韧性材料，使我们能够讨论有限尺寸效应在脆性屈服的作用，并加强屈服和其他无序控制的非平衡相变之间的相似性。
2022-07-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci 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
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
Discontinuous depinning/yielding transition of elastic manifolds with tailored internal elasticity
针对弹性流形在无序势中受驱动的脱钉/屈服连续相变场景，研究通过引入更一般的流形弹性形式，发现流曲线可重入、转变具滞后性或不连续性，构建了非平衡不连续转变的新场景。
2025-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of Random Pinning on the Yielding Transition of Amorphous Solid under Oscillatory Shear
本研究通过模拟随机钉扎对振荡剪切下非晶固体屈服转变的影响，发现钉扎增加使玻璃从脆弱变强，并显著抑制剪切带形成。
2024-11-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A random critical point separates brittle and ductile yielding transitions in amorphous materials
我们结合了一个解析可解的平均场弹塑性模型与分子动力学模拟的一个通用的玻璃形成证明，根据其制备协议，非晶材料可以产生在两个定性不同的方式。我们表明，退火良好的系统在一个不连续的脆性的方式，金属和分子玻璃。在这种情况下，屈服对应于一阶非平衡相变。随着退火程度的降低，一阶特征变弱，跃迁终止于随机场中伊辛模型普适类的二阶临界点.对于更差的退火系统，屈服变成平滑的交叉，代表在泡沫、乳液和胶体玻璃中通常观察到的延展性流变行为。我们的研究结果表明，在非晶材料中发现的屈服行为的多样性并不来自粒子相互作用或微观动力学{ \it本身}的多样性，而是通过仔细考虑系统的初始稳定性的作用而统一的。
2018-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Anomalous Elasticity in Classical Glass-formers
非晶态固体在机械应变下易于发生塑性响应。最近的工作表明，在非晶颗粒系统中，这些典型的四极性质的塑性事件可以屏蔽弹性响应。当四极子的密度高时，四极子场的梯度充当紧急偶极源，导致机械响应的定性变化，例如在位移场中所见。在本文中，我们研究了屏蔽在经典的玻璃形成的效果。它们由通过二元力相互作用的点粒子组成。两个逆幂律力和Lennard-Jones相互作用进行检查，它表明，在这两种情况下的弹性响应可以强烈屏蔽，与新的理论。偏离经典弹性理论的程度参数化的建议的新措施，显示有一个功能依赖的能量损失的塑性响应的量。
2022-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tensor Electromagnetism and Emergent Elasticity in Jammed Solids
无序、堵塞固体中的机械响应和应力传递理论提出了几个悬而未决的问题，即非周期性网络（显然与流体的快照无法区分）如何维持剪切。我们提出了一个应力只有理论的紧急弹性的非热无定形组装的颗粒在一个堵塞的固体，其中每个颗粒受到力和扭矩平衡的机械约束。这些颗粒级的限制导致了高斯定律的一个紧急$U(1)$张量电磁，然后帐户的机械响应这样的固体。这种无定形弹性的表述有几个直接的结果。机械响应精确地映射到这种张量电磁的静态介电响应，介质的极化率映射到紧急弹性模量。外力作为矢量电荷，而张量磁场是由动量密度产生的。电和磁部分的动力学，自然分别转化为刚性堵塞网络和弹道粒子运动的动力学。的应力-应力的相关性和响应的理论预测证实了无摩擦颗粒填料在静态极限的理论在2D和3D的数值模拟的结果。
2022-04-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of coordination and pressure on sound attenuation, boson peak and elasticity in amorphous solids
连通性和外加应力强烈影响固体的弹性。在各种非晶态固体中，机械稳定性可通过降低连通性或通过增加压力而丧失。我们提出了一个有效的介质弹性理论，扩展了以前的方法，通过将压缩的效果，振幅$e$，允许一个描述的声音传播，运输，玻色子峰值，和弹性模量附近的弹性不稳定性发生在压缩$e_c$的定量特征。该理论解开了几个频率特征的振动光谱：开始频率$ω_0\sim \sqrt{e_c-e}$的强散射模式出现在振动光谱，压力无关的频率$ω_*$的状态密度显示平台，玻色子峰值频率$ω_{BP}$，和约菲Regel频率$ω_{IR}$的散射长度和波长变得相等。我们预测，在$ω_0$，声音衰减从$ω^4$过渡到$ω^2$行为。我们预测，频率依赖的长度尺度$l_s(ω)$和声速$ν(ω)$特征振动模式，并可以从散射数据中提取。一个关键的结果是预测一个平坦的扩散率以上$ω_0$，与以前无法解释的意见。我们发现，剪切模量并没有消失在弹性不稳定，但下降了2倍。我们检查我们的预测在软粒子包装和研究共价网络和二氧化硅的情况下。总的来说，我们的方法统一的声音衰减，运输和长度尺度进入弹性在一个单一的框架中，无序不是控制玻色子峰的主要参数，与观察一致。这个框架导致了一个相图，其中可以放置各种玻璃，将微观结构与振动特性联系起来。
2014-02-22 cond-mat.soft
A stability-reversibility map unifies elasticity, plasticity, yielding and jamming in hard sphere glasses
非晶态固体，例如玻璃，对变形具有复杂的响应，在材料设计和应用中具有显著的后果。在这方面，两个相互交织的方面很重要：稳定性和可逆性。一方面，理解玻璃如何由于剪切变形下的塑性增加而变得不稳定是至关重要的;另一方面，响应在多大程度上是可逆的，这意味着一旦扰动被释放，系统能够恢复原始配置的程度。在这里，我们专注于组装的硬球作为非晶态固体，如胶体玻璃和颗粒物质的最简单的模型。我们准备的玻璃态淬火从平衡过冷液体状态，这是通过使用交换蒙特卡罗算法得到的，并对应于一个广泛的结构弛豫时间尺度。我们详尽地映射出它们的稳定性和可逆性下的体积和剪切应变，使用广泛的数值模拟。在体积剪切应变相图上，原始玻璃状态保持固态的区域由剪切屈服线和剪切干扰线界定，剪切屈服线和剪切干扰线在屈服干扰交叉点相遇。该固相可以进一步分为两个亚相：稳定的玻璃相，其中系统完全弹性变形并且是完全可逆的，以及边缘玻璃相，其中它在介观尺度上经历随机塑性形变并且是部分不可逆的。稳定性-可逆性图的细节强烈地取决于玻璃退火的质量。这一研究为理解非晶态固体的弹性、塑性、屈服和堵塞提供了一个统一的框架。
2018-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Criticality in elastoplastic models of amorphous solids with stress-dependent yielding rates
我们分析了不同的弹塑性模型接近屈服转变的行为。我们提出了两种规则的局部屈服事件：屈服发生在局部阈值以上，无论是在一个恒定的速率或与应力过剩的平方根增加的速率。我们建立了一个家庭的“静态”的通用临界指数，不依赖于这个动态的模型规则的细节：特别是，指数的雪崩尺寸分布$P(S)\sim S^{-τ_S}f(S/L^{d_f})$和指数描述的密度的网站在屈服的边缘，我们发现是$P(x)\simeq P(0) + x^θ$的形式与$P(0)\sim L^{-a}$控制极值统计。另一方面，我们讨论了“动态”指数，是敏感的局部屈服规则的细节。我们发现，除了控制雪崩持续时间的动力学指数$z$外，流量曲线的（逆）Herschel-Bulkley指数$β$（$\dotγ\sim(σ-σ_c)^β$）也进入这一类别，并且可以看出两种屈服率情况下的$\frac12$不同。我们通过计算Hébraud-Lequeux模型中的指数变化并找到一个相同的位移来分析支持这个数值观测。我们进一步讨论了一种替代的平均场近似，以产生仅基于所谓的赫斯特指数的累积机械噪声信号，这给出了良好的预测的指数提取的模拟完全空间模型。
2019-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Ductile and brittle yielding in thermal and athermal amorphous materials
我们从理论上研究了剪切非晶材料的屈服作为剪切前初始样品退火水平增加的函数，在三个广泛使用的本构模型和三个广泛研究的退火协议。在热系统中，我们发现一个渐进的过程，随着退火的增加，从平滑的“韧性”屈服，其中样品保持均匀，突然“脆性”屈服，其中它成为强烈的剪切带。这种进展是由于退火的大小的超调均匀剪切的基本应力-应变曲线，这会导致剪切带的不稳定性，变得更加严重，随着退火的增加。因此，“韧性”和“脆性”屈服是从渐进到灾难的连续屈服过渡的两个极限情况。与此相反，无热系统的应力过冲总是显示脆性屈服在低剪切速率，但小的过冲。
2020-05-13 cond-mat.soft
Semi-microscopic theory of elasticity near the vulcanization transition
无规交联的大分子在临界交联浓度下经历液体到非晶态固体的相变。这种转变有两个主要的签名：一部分单体的随机本地化和出现的非零静态剪切模量。本文建立了非晶态固体弹性性质的半微观统计力学理论。该理论考虑了淬火无序和热涨落，并允许直接计算由于给定的宏观剪切应变的样品的自由能变化。这导致静态剪切模量的明确确定。在平均场论的水平上，发现（i）剪切模量在转变处从零开始连续增长，并且以经典指数增长，即，具有过量交联密度的三次方，并且，非常令人惊讶的是，（ii）在过渡附近，外部应力不会破坏颗粒的局部化云的球形对称性。
1999-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Classical elasticity meets quantum complexity: A connection from the holographic lens
本研究探究全息非晶固体的剪切形变效应，发现剪切应力与形成复杂度随剪切应变增长且在超大剪切区遵循普适标度关系，还为大静态黑洞复杂度与贝肯斯坦-霍金熵线性标度的认知提供反例。
2025-02-16 cond-mat.soft gr-qc hep-th
Discontinuous yielding transition of amorphous materials with low bulk modulus
本文用一个同时考虑剪切变形和体积变形的二维哈密顿模型研究了非晶材料的屈服转变。该模型被研究作为相对于剪切模量$μ$的体积模量$B$的相对值的函数。当比值$B/μ$足够小时，屈服转变变得不连续，但可逆。如果在共存区中以恒定应变率驱动系统，则观察到空间局部剪切带，而系统的其余部分保持被阻挡。体积波动的起源，这种行为的关键作用是澄清在平均场版本的模型。
2021-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
From depinning transition to plastic yielding of amorphous media: A soft modes perspective
在脱钉模型的背景下，非晶塑性的介观模型进行了讨论。在d + 1维空间中，非晶介质的渐进塑性形变可以看作是弹性流形在无序地形中的运动。虽然相关的脱钉过渡导致缩放性能，四极Eshelby相互作用在发挥非晶塑性诱导特定的附加功能，如剪切带和弱遍历击穿。后者被证明是由弹性相互作用的软模式的存在下，其后果进行了讨论的背景下，脱钉控制。
2016-06-14 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
The yielding of amorphous solids at finite temperatures
我们使用不同的粗粒模型方法分析了温度对非晶态固体屈服转变的影响。一方面，我们使用的弹塑性模型，与温度的形式介绍了一个阿克里先乌斯激活定律的能量障碍。另一方面，我们实现了一个具有弛豫动力学的哈密顿模型，其中温度以朗之万随机力的形式引入。在这两种情况下，温度变换的急剧过渡的无热的情况下，在一个平滑的交叉。我们表明，这种热平滑过渡遵循一个简单的缩放形式，可以完全解释使用一个粒子系统驱动的机械和热噪声的联合作用下，随机驱动的普朗特-汤姆林森模型的潜力。我们的工作协调了非晶态固体的简单模型的结果与Johnson和Samwer提出的唯象$\sim T^{2/3}$定律[Phys. Rev. Lett. 95，195501（2005）]的框架内的实验金属玻璃产量的观察，并将其扩展到一个通用的情况下。最后，我们的研究结果加强了屈服过渡作为一个有效的平均场现象的解释。
2021-07-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Brittle yielding of amorphous solids at finite shear rates
随着静态玻璃的动力学稳定性增加，非晶态固体显示出韧性到脆性的转变，这导致在准静态方案中由宏观剪切带的突然出现控制的材料失效。我们数值研究有限变形率如何影响延性和脆性屈服行为，使用模型玻璃在二维和三维空间。我们发现，有限的剪切速率系统地提高了不良退火系统的应力过冲，而不一定产生剪切带。对于退火良好的系统，非平衡的不连续屈服过渡涂抹有限的剪切速率，它是伴随着多个剪切带的出现，也已在金属玻璃实验中报道。我们发现，带的典型尺寸和它们之间的距离增加代数与逆剪切速率。我们提供了一个动态的缩放参数相应的长度尺度，基于剪切带的变形速率和传播时间之间的竞争。
2019-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear yielding of amorphous glassy solids: Effect of temperature and strain rate
本文采用分子动力学模拟方法研究了两种标准模型：无定形聚合物和双分散Lennard-Jones玻璃的剪切屈服和稳态流动。在一定的应变速率下，最大剪切屈服应力和稳态流变应力均随温度的升高而线性下降。应变速率对应变速率的依赖关系可用对数或幂律加常数来描述。与传统的热活化模型的预测结果相比，速率依赖性几乎与温度无关。最近的塑性形变和玻璃流变学模型的关系进行了讨论，并根据这些发现在小区域的颗粒和应力的动态检查。
2003-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Glass elasticity from particle trajectories
使用位置数据从视频显微镜的二维胶体系统和硬盘的模拟，我们确定波矢量依赖的正常模式弹性常数在过冷流体和玻璃态，分别。阐明了在非晶态固体中刚性的出现和位移场的存在。在长波长的极限下，采用连续弹性理论分析了该非晶体系的体积模量和剪切模量随温度的变化关系。在冷却时有限静态剪切模量的开始标志着流体/固体转变。这提供了以直观和精确的方式确定玻璃化转变温度$T_g$的机会。
2012-10-02 cond-mat.soft
Elasticity of highly cross-linked random networks
本文从具有淬火无序的随机交联粒子的微观模型出发，计算了任意交联密度下的Laudau-Wilson自由能S。考虑到纯剪切变形，S采用各向同性非晶态固体状态的弹性能的形式，由此可以确定剪切模量。它是一个普适量，不依赖于模型的任何微观尺度。
2006-08-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Statistical Physics of the Yielding Transition in Amorphous Solids
制造结构玻璃、聚合物玻璃和金属玻璃的技术正在迅速发展，具有许多应用。它们的使用的限制是它们的机械稳定性：在增加的外部应变下，所有的非晶态固体对小应变有弹性响应，但具有有限的屈服应力，如果不影响塑性响应，则不能超过该屈服应力，塑性响应通常导致机械失效。了解这一点对于评估玻璃材料在机械载荷下的失效风险至关重要。在这里，我们表明需要克服的能垒ΔE的统计数据从平稳到零的概率分布函数（pdf）变化到在ΔE=0处有限的pdf。这种根本性变化意味着机械稳定性特性相对于外部应变的急剧转变。我们推导出精确的标度指数，其特征的大小的平均能量和应力下降的塑性事件作为系统大小的函数。
2010-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity near the vulcanization transition
的硫化转变-无定形固化引起的随机交联的大分子-的签名包括随机本地化的一部分的颗粒和出现的非零静态剪切模量。一个半微观的热力学力学理论，后者签名，占热波动和淬火无序。发现（i）剪切模量在转变处从零开始连续增长，并且以经典指数增长，即，具有过量交联密度的三次幂，并且非常令人惊讶的是，（ii）在过渡附近，外部应力不会破坏颗粒的局部化云的球形对称性。
1998-03-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic constitutive theory of stress overshoot, yielding, and strain hardening in amorphous materials
University of Milan（米兰大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）
该研究基于非仿射弹性与不可逆多体弛豫耦合，为金属和聚合物玻璃非线性变形建立微观本构理论，解释应力过冲等现象，通过拉伸指数弛豫指数等定量再现多材料实验曲线，建立统一微观框架。
2026-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of nematic ordering on the elasticity and yielding in disordered polymeric solids
用分子动力学模拟研究了聚合物固体模型的弹性与屈服之间的关系。通过改变链的弯曲刚度和键长，得到了具有键无序的半结晶和无序玻璃态聚合物，以及具有键有序的半结晶玻璃态聚合物。发现在键无序系统中，剪切屈服强度Ty与剪切模量G之比Ty/G接近于原子金属玻璃的普适值。在玻璃中的局部有序的增加导致的剪切模量的增加和剪切屈服强度的降低，如在实验中观察到的热固性塑料。随后减少的比例Ty/G的每单体应力的分布方面提供了一个尝试性的解释。
2018-11-16 cond-mat.soft
Yielding, shear banding and brittle failure of amorphous materials
在自然界和技术中广泛存在的过程是由动力学转变控制的，由此最初处于固体状状态的材料然后塑性屈服。主要未解决的问题涉及任何材料是否会顺利和逐渐屈服（韧性行为）或突然和灾难性地失败（脆性行为）;样品退火，无序和剪切带形成在屈服和失败的开始中的作用;最重要的是，从实践的角度来看，任何即将发生的灾难性失败是否可以在它发生之前预测。我们解决这些问题，通过研究缓慢剪切非热非晶材料的屈服，在一个最小的介观晶格弹塑性模型。我们的贡献是四方面的。首先，我们阐明是否屈服将是韧性或脆性，对于任何给定的样品退火水平。第二，我们表明，屈服包括两个不同的阶段：一个预失效阶段，在此阶段中，小水平的应变异质性慢慢积累，其次是一个灾难性的脆性破坏事件，在此过程中，裂纹迅速传播通过合作线的塑性事件的样品。第三，我们提供了一个表达式的缓慢增长水平的应变不均匀性在破坏前的阶段，表示在宏观应力-应变曲线和样本大小，并与我们的模拟结果非常一致。第四，我们阐明的基本机制，通过该裂纹然后成核，并提供一个近似表达式的概率分布的剪切应变发生故障时，确定由一个单一的退火参数，和系统的大小方面表示的样品中固有的无序。
2022-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Elasticity of Jammed Packings of Sticky Disks
大量的软质材料在高填充率下堵塞在非晶态固体中。这种非平衡相变最好在模型系统的上下文中理解，在该模型系统中，粒子在重叠时弹性排斥。然而，最近的研究表明，在粒子之间引入任何有限的吸引力都会改变跃迁的普适性类别。这个新的“粘性干扰”类的特性几乎完全没有被探索过。我们使用分子动力学模拟和标度分析来确定剪切模量，体积模量，和协调的边缘固体接近粘性堵塞点。在每一种情况下，系统的行为都与纯粹排斥的情况有着明显的质的区别。
2020-02-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling description of the yielding transition in soft amorphous solids at zero temperature
如果施加足够大的剪切应力，屈服应力材料会流动。尽管这种材料在工业上是普遍存在和相关的，但对于它们如何产生，甚至在温度可忽略不计和不存在诸如剪切带或断裂的流动不均匀性的最简单的情况下，也没有公认的微观描述。在这里，我们提出了一个缩放描述的屈服转变在非晶态固体软颗粒在零温度。我们的描述将表征屈服应力Σc附近流动曲线奇异性的赫歇尔-巴尔克利指数、在阈值处观察到的塑性雪崩的范围和持续时间以及作为它们屈服的应力增量x的函数的软点或剪切转变区的密度P（x）联系起来。我们认为屈服转变的临界指数可以用θ、df和z三个独立的指数来表示，它们分别表征软点密度、雪崩分形维数和雪崩持续时间。我们的描述与当弹性流形被驱动通过随机势时发生的脱钉过渡有一些相似之处，但也存在一些显著的差异。我们测试我们的参数在弹塑性模型，自动机模型中使用的那些类似的脱钉，但具有不同的相互作用内核，并找到令人满意的协议与我们的预测在二维和三维。
2014-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Goldstone fluctuations in the amorphous solid state
Goldstone模式的非晶态固体状态，由于随机局域化的粒子自发打破平移对称性，进行了讨论。从一个具有淬火无序的微观模型出发，确定对称性破缺是复制品的相对平移。Goldstone激发，对应于纯剪切变形，构造从长波长失真的序参量。弹性自由能的计算，它表明，戈德斯通波动破坏本地化在两个空间维度，产生一个二维的非晶态固体状态，其特征在于幂律相关性。
2003-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Alternating shear orientation during cyclic loading facilitates yielding in amorphous materials
利用分子动力学模拟研究了循环载荷下剪切方向和应变幅对非晶态固体屈服行为的影响。模型玻璃是通过一个二元混合物，迅速冷却远低于玻璃化转变温度，然后进行振荡剪切变形。结果表明，在应变振幅高于临界值的周期性加载，首先诱导结构松弛通过原子簇在一些瞬态周期的不可逆位移，然后通过增加势能，由于形成一个系统跨越剪切带。在从上面接近临界应变幅度时，达到屈服转变所需的瞬态循环次数增加。有趣的是，人们发现，当剪切方向是周期性交替在两个或三个维度，瞬态周期的数量减少，但临界应变振幅保持相同的情况下，沿一个单一的平面的周期性剪切。在屈服转变之后，剪切带外部的材料继续应变诱导松弛，除了当剪切取向在三维中交替并且玻璃沿着剪切带以每三个循环施加的应变幅度变形时。
2020-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Ductile and brittle yielding of athermal amorphous solids: a mean-field paradigm beyond the random field Ising model
本文在 Hébraud-Lequeux 弹塑性框架上统一描述非热非晶固体的延性与脆性屈服，揭示动力学与长程弹性相互作用导致雪崩和有限尺寸行为显著区别于随机场伊辛模型，并预测新的临界行为。
2024-11-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Renormalization of elastic quadrupoles in amorphous solids
非晶态固体中的塑性由局部四极不稳定性介导，但是非晶态固体最终失效或熔化的机制是有争议的。在这项工作中，我们认为，这些现象可以在有限温度下的四极缺陷的弹性连续模型问题进行研究。提出了这个问题，并分析了缺陷的集体行为。利用重整化群和场论方法，发现该模型存在一个失稳型的屈服/熔化相变。
2020-03-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finite Disorder Critical Point in the Brittle-to-Ductile Transition of Amorphous Solids in the Presence of Particle Pinning
该研究通过引入随机钉扎粒子形式的淬火无序，实现非晶态固体从脆性到韧性屈服的转变，验证了有限钉扎浓度下转变的临界性，并建立了两类无序强度的可能关联。
2025-01-15 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
