Discontinuous shear modulus determines the glass transition temperature
固体-无定形或结晶-由有限的剪切模量定义，而流体缺乏这种剪切模量。因此，我们实验研究的弹性性质的胶态玻璃前体附近的玻璃化转变：振动激发光谱产生的纵向和横向声子在玻璃态的色散关系。从色散关系的长波长极限，我们提取的体积和剪切模量。正如预期的那样，后者消失在流体中，我们测量一个明确解决的不连续行为的弹性模量在玻璃化转变。这不仅决定了系统的转变温度T_G，而且直接解决了最近关于玻璃化过程中弹性的讨论。我们表明，在我们的系统中的低频激励是平面波，连续弹性理论可以用来描述的宏观行为。
2015-10-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Shear jamming, discontinuous shear thickening, and fragile states in dry granular materials under oscillatory shear
数值研究了二维摩擦颗粒材料在振荡剪切作用下的线性响应。在零应变速率极限下的储能模量$G'$和损耗模量$G''$取决于测量前振荡剪切的初始应变幅度。剪切堵塞状态（满足$G'>0$）可以在大于临界初始应变幅度的幅度下观察到。根据初始剪切力的形式，脆性状态由液态和固态的出现来定义。在该状态下，应变振幅减小后的观测到的$G'$取决于外部剪切应变的相位。损耗模量$G''$表现出对应于脆性状态下的不连续剪切增稠的不连续跳跃。
2020-02-27 cond-mat.soft
Yielding under compression and the polyamorphic transition in silicon
通过分子模拟揭示非晶硅在静水压缩下约13–16 GPa发生不连续非平衡多形态转变，其本质为压缩屈服而非剪切屈服。
2023-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Spinning elastic beads: a route for simultaneous measurements of shear modulus and interfacial energy of soft materials
采用旋转液滴张力计对高角速度下旋转的软弹性微珠在稠密背景流体中的大变形进行了理论、数值和实验研究。我们确定的平衡形状的珠之间的竞争的离心力和恢复弹性和表面力。考虑到珠作为neo-Hookean大变形，我们表明，它们的弹性模量和表面能常数可以同时推导出从他们的平衡形状。此外，我们的研究结果提供了进一步的支持的情况下，表面能和表面张力一致的无定形聚合物凝胶。
2020-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structural signature of jamming transition in thermal amorphous systems
在热非晶系统中，对相关函数$g(r)$的第一个峰显示在体积分数$ϕ=ϕ_v$随温度增加时的最大高度$g_1^{\rm max}$。$g_1^{\rm max}$在$ϕ=ϕ_c$的T = 0干扰转变处发散。分子动力学模拟结果表明，在T = 0时，一些典型的物理量，如压力、体积模量、剪切模量和玻色子峰值频率等与$ϕ-ϕ_c$成幂律标度关系，在$ϕ> ϕ_v$时与$ϕ-ϕ_c$成幂律标度关系，而在$ϕ< ϕ_v$时与$ϕ-ϕ_c$成幂律标度关系.因此，$g_1^{\rm max}$的存在不仅是T = 0干扰转变的热痕迹，而且更重要的是干扰转变的结构特征。
2012-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Determination of Young's modulus of active pharmaceutical ingredients by relaxation dynamics at elevated pressures
从理论上提出了一种新的方法来研究药物活性成分的玻璃化转变和玻璃化各向异性分子液体在高压下。我们将非晶材料描述为硬球的流体。最近邻的相互作用和合作运动的粒子对玻璃态动力学的影响进行量化，通过一个本地和集体的弹性势垒计算使用Elementary集体非线性Langevin方程理论。在Kramer理论中插入两个势垒，得到结构弛豫时间。然后，我们制定了一个新的映射的基础上的热膨胀过程中的压力相互关联的粒子密度，温度和压力。这种分析使我们能够确定α弛豫的压力和温度依赖性。由此，我们估计一个有效的弹性模量的非晶材料和捕获构象的松弛过程中的影响。值得注意的是，我们的理论结果与实验吻合得很好。
2020-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
Yielding in multi-component metallic glasses: Universal signatures of elastic modulus heterogeneities
剪切多组分大块金属玻璃的特征在于定义其性质的化学和结构无序。我们调查的行为的本地，微观结构的弹性模量跨塑性屈服过渡在六个镍基多组分玻璃，其特征在于通常与固溶体成形性的组成特征。我们发现，弹性模量波动显示一致的渗滤特性指向跨化学组合物和整体屈服锐度特性的普遍行为。弹性异质性增长剪切通过渗透的弹性软集群内，否则刚性的无定形基质，确认先前的调查在粒状介质和胶体玻璃。我们发现了具有无标度特性和临界标度指数的具有普遍特征的跨越簇的渗流转变的清晰签名。的空间相关长度和平均集群大小趋于发散屈服前，与相关的临界指数表现出相当弱的依赖成分的变化，以及宏观应力-应变曲线的细节。
2022-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The influence of complex thermal treatment on mechanical properties of amorphous materials
利用分子动力学模拟研究了周期性、空间均匀温度变化对非晶合金力学性能和结构弛豫的影响。无序材料通过非添加剂二元混合物建模，该混合物以各种冷却速率从液体退火到玻璃态，然后在恒定温度下老化或进行热处理。我们发现，在老化的样品相比，相对于约一半的玻璃化转变温度的参考温度的热循环导致更宽松的状态与较低的势能水平。最大的能量减少观察到快速淬火玻璃循环的热振幅略小于参考温度。在热处理之后，通过在参考温度和恒定压力下的单轴拉伸应变来探测机械性能。数值结果表明，作为热振幅的函数的势能和弹性模量和屈服应力的值的水平之间的负相关性。
2018-11-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Shear band healing in amorphous materials by small-amplitude oscillatory shear deformation
采用分子动力学模拟研究了小振幅周期性剪切对二元玻璃中剪切带退火的影响。剪切带首先通过大振幅周期性剪切引入稳定的玻璃中，然后非晶样品在低于屈服应变的应变振幅下在数千个周期期间经受重复加载。结果发现，随着应变振幅的增加，玻璃被重新定位到更深的势能水平，而退火后的能量变化不受玻璃初始稳定性的影响。力学性能测试结果表明，剪切模量和屈服应力在前几百次循环中均向平台水平增加，且在接近屈服应变的应变幅下加载时，剪切模量和屈服应力的增加幅度最大。非仿射位移的分析表明，剪切带分裂成孤立的集群，随着时间的推移逐渐衰减，导致几乎可逆的变形范围内的弹性。这些结果可能对金属玻璃的机械加工和增材制造有用。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Predicting plasticity of amorphous solids from instantaneous normal modes
通过将瞬时简正模（INMs）的概念扩展到变形系统，给出了非晶态固体变形和塑性的数学描述，从而保留了应变对振动态密度（VDOS）的影响。从非仿射晶格动力学（NALD）描述的弹性和粘弹性的玻璃，我们制定的线性响应理论大变形考虑应变相关的切线模量在有限值的剪切应变。的（非仿射）切线剪切模量计算的振动态密度（VDOS）的仿射应变配置在不同的应变值。在玻璃的静态（未变形）快照上分析发现的仿射应变导致了富含软低能模式以及不稳定模式（负本征值）的配置，如果在应变后让系统松弛，则这些模式将被完全“洗掉”和丢失。该过程与NALD的结构完全一致。变形状态的INM谱允许分析预测模型玻璃的应力-应变曲线，包括预测屈服点。良好的无参数定量协议之间的预测和模拟的无热准静态剪切的粗粒度聚合物玻璃。
2022-06-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
Aging and linear response in the Hébraud-Lequeux model for amorphous rheology
我们分析了Hébraud-Lequeux模型的老化动力学，该模型是一个非晶材料中局部应力演化的自洽随机模型。我们发现，该模型具有初始条件相关的冻结：应力扩散常数随着时间的推移衰减为$D\sim 1/t^2$在老化过程中，使累积量的存储器可以被擦除，这是由$D(t)$的时间积分，是有限的。因此，剪切应力松弛函数，我们确定在长时间的制度，只有衰减到一个平台，并成为逐步弹性系统的年龄。与频率相关的剪切模量表现出相应的整体衰减的耗散部分与系统的年龄，而特征松弛时间的比例与年龄的线性预期。
2016-11-21 cond-mat.soft
The Fate of Shear-Oscillated Amorphous Solids
采用粗晶模型研究了剪切振荡非晶材料的行为。样品在不同程度的退火，然后进行非热和准静态振荡变形在各种固定的振幅。几次振荡后达到的稳定状态完全由初始准备和振荡幅度决定，如从频闪应力和能量测量中所见。在小的振荡下，退火不良的材料显示剪切退火，而超稳定的材料对它们不敏感。然而，超过一个临界振幅，这两种材料显示出一个不连续的过渡到相同的混合状态，由流体剪切带嵌入边缘固体。建立了均匀剪切与该协议达到的稳态之间的定量关系。还研究了表征剪切带生长和运动的瞬态区域。
2022-02-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Structural Relaxation Time and Dynamic Shear Modulus of Glassy Graphene
我们从理论上研究了玻璃态石墨烯在较宽温度范围内的玻璃化转变行为，其中这种无定形石墨烯被描述为硬球流体。一个粒子的动力学捕获，可能是由它与最近的邻居和周围的流体粒子的相互作用引起的。这个假设使我们能够分析局部和集体粒子流动性的作用。我们计算的结构弛豫时间和动态剪切模量，动态脆性，和玻璃化转变温度的温度依赖性。此外，还对这些物理量之间的相关性进行了全面的讨论。我们的理论计算同意定量以及最近的模拟和Dyre的推模型。
2020-03-10 cond-mat.soft
Theory of sound attenuation in amorphous solids from nonaffine motions
基于非晶态固体粘弹性的非仿射响应形式，给出了非晶态固体中声学声子阻尼的理论推导。分析理论考虑到非仿射位移在横波，并能够预测无处不在的低能量扩散阻尼$\sim k^{2}$，以及一个新的贡献瑞利阻尼$\sim k^{4}$在较高的波矢和实验观察到的两个制度之间的交叉。扩散项的系数与颗粒运动中的微观粘性（Langevin型）阻尼（由非谐性引起）和静态剪切模量的非仿射修正成正比，而瑞利阻尼出现在低非谐性的极限中，与以前的观测和宏观模型一致。重要的是，$k^4$瑞利贡献这里推导出不产生谐波无序或弹性异质性效应，它是最近提出的分子模拟的主要机制，在非晶态固体声衰减。
2022-03-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Atomic nonaffinity as a predictor of plasticity in amorphous solids
非晶态固体的结构不均匀性给预测塑性事件带来了困难，而塑性事件与其力学行为密切相关。基于微扰分析的势能景观，我们推导出原子的非亲和性作为一个指标与内在的方向，量化的贡献，单个原子的总非仿射模的系统。我们发现，原子非亲和性可以有效地表征剪切转变区的位置，预测能力媲美最好的指标。更重要的是，原子的非亲和性，结合能量的三阶导数的符号相对于坐标，揭示了一个内在的最软的剪切取向。通过分析这个方向和剪切加载方向之间的角度，可以预测塑性事件的协议相关响应。利用这种新方法，可以测量二维非晶态固体模型中剪切转变区的取向分布。由此产生的塑性事件可以理解从一个简单的模型，独立的塑性事件发生在不同取向的剪切转变区。这些结果为表征和预测非晶态固体的力学响应提供了依据。
2021-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Understanding the scaling of boson peak through insensitivity of elastic heterogeneity to bending rigidity in polymer glasses
非晶材料表现出特殊的机械和振动性质，包括非仿射弹性响应和过量振动状态，即，所谓的玻色子峰对于聚合物玻璃，这些性质被认为是受组成聚合物链的弯曲刚度的影响。在我们最近的工作中[Tomoshige等人，Sci. Rep. 9 19514（2019）]，我们揭示了振动性质的变化与整体弹性性质之间的简单关系：玻色子峰的响应仅与整体剪切模量的响应成比例。这一观察结果表明，局部剪切模量分布的空间不均匀性对弯曲刚度的变化不敏感。在这里，我们通过直接测量局部剪切模量分布来证明弹性不均匀性的不敏感性。我们还研究了横向声波传播，这也是规模只与全球剪切模量。通过这些分析，我们得出的结论是，弯曲刚度不改变局部剪切模量分布的空间异质性，这产生的振动和声学特性，仅由聚合物玻璃的全局剪切模量控制。
2021-05-31 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
Elasto-plastic description of brittle failure in amorphous materials
无定形材料对施加的应变的响应可以是连续的，或者当剪切带成核时显示宏观应力下降。如果初始构型非常稳定，则可以观察到这种不连续响应。我们从理论上研究如何出现这种脆性在非热，准静态驱动，材料的初始稳定性增加。我们表明，这种出现是很好地再现弹塑性模型和预测的平均场近似，它对应于一个连续的过渡。在平均场中，可以根据雪崩统计量预测失效。我们表明，这是不是在有限的尺寸非常脆的材料，由于罕见的薄弱地区的剪切带成核的情况下。预测它们的临界半径遵循$a_c\sim (Σ-Σ_b)^{-2}$，其中$Σ$是应力，$Σ_b$是剪切带可以承载的应力。
2018-03-30 cond-mat.soft
Disorder-assisted melting and the glass transition in amorphous solids
固体的机械响应取决于温度，因为原子和分子对变形的集体响应方式在不同程度上受到热运动的影响。这是固体科学的一个基本问题，在冶金、航天工程、能源等领域起着至关重要的作用。在玻璃中，随着温度的升高刚性的消失是玻璃化转变的逆过程。它仍然知之甚少，由于无序导致非平凡的（nonaffine）组件中的原子位移。我们的理论解释了非晶（无序）固体的熔化转变的基本机制，在晶格能量损失到这个nonaffine运动，相比之下，热振动原来只发挥了微不足道的作用。它预测的平方根消失的剪切模量$G\sim\sqrt{T_{c}-T}$在最近的数值模拟研究中观察到的临界。该理论也与无定形聚合物熔融的经典数据（在文献中找不到替代理论）非常一致，并为材料科学提供了新的机会。
2012-12-10 cond-mat.soft
Effects of Average Number of Platelets Through the Thickness and Platelet Width on the Mechanical Properties of Discontinuous Fiber Composites
在这项研究中，我们的实验和数值模拟研究的拉伸材料性能的不连续纤维复合材料（DFCs）的血小板通过厚度为两个不同的血小板宽度的平均数量增加的演变。结果表明，片晶数目和片晶宽度对复合材料的拉伸模量和强度均有显著影响。我们发现，不仅平均力学性能，但它们的变异系数的变化，根据不同的DFC介观结构。为了了解材料的细观形态和相应的材料性能之间的关系，我们开发了一个随机的血小板细观结构生成算法结合显式有限元模型。利用计算工具，我们发现，模量和强度增加的血小板通过厚度的平均数量。增加的趋势继续，直到达到渐近极限，对于窄片晶在厚度上为约45层，对于正方形片晶为27层。在这项研究中，我们解决的重要性，有准确的模拟的介观结构，以匹配不仅是平均模量和强度，而且其相关的变异系数。我们表明，它是可以准确地预测的拉伸材料性能的DFC，包括其B-基础的设计值。这是在结构应用中采用DFC的典型条件。
2023-02-06 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
Structural and mechanical characteristics of sphere packings near the jamming transition: From fully amorphous to quasi-ordered structures
机械稳定的球包装在三维空间中使用离散元方法，它跨越了很宽的范围内的结构顺序，从完全无定形的准有序结构，其特征在于由键取向序参数。由于填充压力$p$从阻塞转变处的边缘刚性极限（$p \approx 0$）变化到更稳健系统的边缘刚性极限（$p \gg 0$），配位数$z$遵循与压力的熟悉的比例关系，即$Δz = z - z_c \sim p^{1/2}$，其中$z_c = 2d = 6$（$d=3$是空间维度）。虽然以前已经注意到，$Δz$确实仍然是确定填料性能的控制参数，在这里，我们展示了填料结构如何对填料的机械性能起着影响作用。具体来说，我们发现，弹性（散装$K$和剪切$G$）模量，一般称为$M$，成为$Δz$和结构的功能，在某种程度上，$M-M_c \sim Δz$。这里，$M_c$是在堵塞过渡处的弹性模量值，其取决于填料的结构。特别地，零剪切模量$G_c=0$是完全无定形填料的特殊特征，而更有序的填料取更大的正值$G_c > 0$。
2020-08-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The shear modulus of glasses: results from the full replica symmetry breaking solution
我们计算的剪切模量的非晶硬，软球，使用精确的解决方案，在无限的空间维度，最近已经开发。我们描述了在整个相图中观察到的行为，特别是在玻璃和干扰转变周围。我们的结果是一致的，与其他的理论方法，这是统一在这个一般的图片，他们也是一致的数值和实验结果。此外，我们讨论了一些性质的平衡动力学后，深淬火接近的干扰过渡，我们表明，剪切模量和均方位移的联合措施，允许一个实验探测的复杂结构的相空间预测的完整的复本对称性破缺解决方案。
2014-09-03 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
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
Stochastic Approach to Plasticity and Yield in Amorphous Solids
我们专注于概率分布函数（pdf）$P(Δγ; γ)$其中$Δγ$是{ \em测量}的非热应变非晶态固体中的塑性事件之间的应变间隔，和$γ$措施的累积应变。该分布的尾部为$Δγ\to 0$（在热力学极限下），其标度类似于$Δγ^η$。指数$η$通过缩放关系与海森矩阵$P(λ)$的{ \em塑性模式}的特征值的pdf的尾部相关，其缩放像$λ^θ$，$η=(θ-1)/2$。$η$或$θ$的数值可以很容易地确定在无应变的材料和塑性流动的屈服状态。当$γ$增加时，在确定这些状态之间的这些指数时需要特别小心。确定pdf $P(Δγ; γ)$的$γ$依赖性可以对塑性和屈服提供重要的启示。我们的结论是$Δγ$和$λ$的PDF的$γ$不连续的功能。在缓慢淬火的非晶态固体中，它们经历两个不连续的转变，首先在$γ=0^+$，然后在屈服点$γ=γ_{_{\rm Y}}$到塑性流动。在快速淬火的非晶态固体中，由于屈服前不存在应力峰，第二次转变被模糊。这些转变的性质和缩放关系与系统的大小依赖的$\langle Δγ\rangle$进行了讨论。
2015-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On inequalities of shear modulus contributions in disordered elastic bodies
本文研究非晶弹性体中剪切模量各贡献项的不等式关系，将剪切模量分解为淬火应力方差项与平均项，揭示了平衡与非平衡条件下平均项符号的变化规律。
2025-01-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Soft-mode and Anderson-like localization in two-phase disordered media
波局域化在无序介质中是普遍存在的--从非晶材料（其中软模局域化与材料失效密切相关）到半导体（其中安德森局域化导致金属-绝缘体转变）。然而，我们的主要理解是基于离散模型。在这里，我们提供了一个连续的角度来看，在两相无序弹性介质中的波动局部化，通过研究标量波动方程的非均匀模量和/或密度。在低频率下，软模式出现的结果，无序的弹性模量，这也可以预测的本地化景观。在高频率下，由于密度或模量的无序，会发生类似安德森的局部化。对于后者的情况下，我们演示了如何从平面波的振动动力学的变化，随着频率的增加扩散。最后，我们讨论了我们的研究结果对建筑软材料设计的影响。
2020-07-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.comp-ph
Effect of annealed disorder on the plasticity of amorphous solids
本文在可移动重杂质非晶固体模型中研究退火无序，发现增大杂质质量可提高剪切模量与屈服应力、抑制剪切带，并在临界质量后使塑性事件完全局域化。
2024-06-18 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
Evolution of Free Volume Elements in Amorphous Polymers Undergoing Uniaxial Deformation: a Molecular Dynamics Simulation Study
本文利用分子动力学模拟研究PS、PMP和HAB-6FDA TRP在不同温度与应变速率下的单轴拉伸行为，揭示FVEs演化与力学性能变化之间的关联。
2023-07-24 cond-mat.soft
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
Stability and anomalous entropic elasticity of sub isostatic random-bond networks
我们研究了在体应变作用下热化弹簧网络的弹性。所考虑的网络是次均衡的随机债券网络，在无热的限制，是已知的体积和线性剪切模量在零体积应变消失。然而，在体应变阈值以上，这些网络变得刚性，尽管令人惊讶地剪切模量保持为零，直到第二个更高的应变阈值。我们发现，热波动稳定的刚性过渡以下的所有网络，导致系统具有有限的体积和剪切模量。我们的研究结果表明，$T^{0.66}$温度依赖性的模量在低于体应变阈值的区域，导致网络具有异常高的刚性相比，普通的熵弹性。此外，我们发现第二个政权的异常温度标度的剪切模量在其零温度刚性点，在那里它的规模为$T^{0.5}$，行为是不存在的体积模量，因为它的非热刚性过渡是不连续的。
2015-04-02 cond-mat.soft
Finite compressibility and strain hardening in elasto-plastic models of amorphous matter
Northeastern University（东北大学）；ESPCI Paris, PSL University, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等物理化工学院，巴黎文理研究大学，索邦大学，巴黎西岱大学）
研究了非晶物质的非晶弹性-塑性模型，探讨了不同压缩模量与剪切模量比对循环剪切和前进稳态剪切的影响，揭示了应变硬化行为与Eshelby背应力的关系。
2026-03-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Role of disorder in finite-amplitude shear of a 2D jammed material
材料对小而有限的变形的响应可以揭示其对大得多的变形的响应的根源。在这里，我们确定的共同点，在二维软堵塞固体与不同数量的混乱的反应。我们周期性地剪切材料，同时跟踪它们的组成粒子，在实验中，具有重复结构弛豫的稳定种群。使用双分散颗粒尺寸产生更无定形的材料，而单分散尺寸产生更多晶的材料。我们发现，材料的响应是非常相似的，无论是在宏观，机械水平和微观运动的单个粒子。然而，无论是局部还是整体，颗粒的晶体排列都更硬（更大的弹性模量），并且不太可能重新排列。我们的工作支持的想法，一个共同的描述的各种材料的反应。
2015-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular dynamics study of the linear viscoelastic shear and bulk relaxation moduli of poly(tetramethylene oxide) (PTMO)
本文报道了合成嵌段聚氨酯（PU）弹性体的关键组分之一无定形聚四氢呋喃（PTMO）的线性粘弹性能。通过计算剪切松弛模量G（t）和体积松弛模量K（t），利用Green-Kubo关系式和关联函数，详细研究了温度和分子量对粘弹性行为的影响。我们的研究结果提供了新的数据PTMO熔体从联合原子模型，也扩展了现有的知识的聚合物的粘弹性一般。预测的粘弹性行为范围是移动的主曲线上使用的时间-温度叠加原理（TTSP）与水平和垂直的移位因子。新出现的转变因素与威廉姆斯-兰德尔-费里（WLF）方程一致。为了验证PTMO的联合原子模型使用的TraPPE-UA力场，我们探讨了传输特性，并观察到整个聚合物链的位置依赖的扩散动力学，随后影响链动力学的标度律。这些研究结果进行了讨论，在新兴的实验证据的位置相关的位移为不同的链部分沿链长。
2022-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
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
Parameter-free predictions of the viscoelastic response of glassy polymers from non-affine lattice dynamics
我们研究了无定形聚合物的粘弹性响应的理论和模拟。通过考虑内应力和考虑非热非仿射理论中的瞬时简正模（INMs），我们对聚合物玻璃在非零温度下的粗粒度模拟中获得的动态粘弹性模量进行了无参数预测。理论结果表明，非常好的对应关系与流变学数据收集的分子动力学模拟超过五个数量级的频率，与一些不稳定性，积累在低频部分的玻璃化转变的方法。这些结果提供的证据表明，机械玻璃化转变本身是连续的，因此代表一个交叉，而不是一个真正的相变。在玻璃化转变温度范围内的低频储能模量的相对急剧下降可以在所提出的理论内机械地解释：低本征频率振动激发（玻色子峰和接近零的能量激发）的扩散直接导致储能模量的负非仿射贡献的快速增长。
2018-09-05 cond-mat.soft
Pressure-dependent shear response of jammed packings of spherical particles
纯排斥性球形颗粒填充物对非热、准静态简单剪切的机械响应在堵塞开始时是高度非线性的。先前的研究表明，在小压力$p$下，整体平均静态剪切模量$\langle G-G_0 \rangle$与$p^α$成比例，其中$α\approx 1$，但高于特征压力$p^{**}$，$\langle G-G_0 \rangle \sim p^β$，其中$β\approx 0.5$。然而，我们发现，剪切模量$G^i$为一个单独的包装通常线性下降与$p$沿几何家庭的接触网络不改变。我们解决了这种差异表明，虽然剪切模量线性下降的几何家庭内，$\langle G \rangle$也取决于从不连续的跳跃在$\langle G \rangle$发生在几何家庭之间的过渡的贡献。对于$p > p^{**}$，几何家族和重排对$\langle G \rangle$的贡献具有相反的符号，并且对于所有系统尺寸保持相当。$\langle G \rangle$可以通过在两个幂律指数$α$和$β$之间平滑过渡的缩放函数来描述。我们还演示了{ \it压缩unjamming}的现象，其中堵塞的包装可以通过各向同性压缩unjamming。
2019-08-26 cond-mat.soft
The role of annealing in determining the yielding behavior of glasses under cyclic shear deformation
采用均匀和循环剪切变形的计算机模拟方法研究了非晶态固体的屈服行为。最近的结果表明，作为一个不连续的过渡，与玻璃的退火程度是一个重要的参数。在均匀剪切下，屈服应力的不连续变化发生在高退火区，与屈服逐渐的差退火区分开。在循环剪切模拟中，随着屈服点的接近，相对较差的退火玻璃逐渐变得更好地退火，屈服时具有相对适度但明显的不连续变化。为了更好地了解退火的屈服特性的作用，我们进行非热准静态循环剪切模拟的玻璃制备范围广泛的退火在两个定性不同的系统-模型的二氧化硅（网络玻璃），和原子二元混合物玻璃。两个显着不同的制度的行为出现：退火不良的样品的能量演变到一个独特的阈值能量的应变幅度增加，屈服发生之前。退火好的样品，相反，没有显着的能量变化与应变幅度，直到他们屈服，伴随着不连续的能量变化，增加退火的程度。值得注意的是，这两个系统的阈值能量对应于与玻璃形成液体采样的能量景观的特征的变化相关的动态交叉温度。均匀剪切模拟支持最近讨论的情况下，一个随机的临界点分离韧性和脆性屈服，我们的研究结果现在与动态交叉温度在相应的液体。
2019-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
An elastic, plastic, viscous model for slow shear of a liquid foam
我们建议一个标量模型的变形和流动的无定形材料，如泡沫或乳液。为了描述弹性、塑性和粘性行为，我们使用三个标量变量：弹性形变、塑性形变率和总变形率;以及三个材料特定参数：剪切模量、屈服变形和粘性。我们得到的方程适用于不同类型的变形和流动慢于松弛速率朝向机械平衡。特别是，它们在瞬态或稳态流动状态下都是有效的，甚至在大的弹性形变下也是有效的。我们讨论为什么粘度可以相关，即使在这个缓慢的剪切（通常称为“准静态”）的限制。存储和损耗模量的预测与实验文献一致，并解释了简单的参数的非线性大幅度的趋势。
2007-07-06 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
