Controlling crackling dynamics by triggering low intensity avalanches
我们研究的效果小,空间局部化,激励周期性地施加在不同的方式,在一个缓慢驱动的非均匀固体的脆性裂纹的裂纹动力学。当适当调整时,观察到这些激发从根本上修改雪崩统计,并大大限制了最大事件的幅度。令人惊讶的是,这并不需要在激励时的前加载状态的信息;将其应用于随机位置或最大负载点给出相同的结果。随后,我们解开了如何激发振幅,空间范围和频率支配的效果。我们发现,激励效率是由一个单一的减少参数,即每单位前端长度的注入功率,抑制极端雪崩是最大的,在一个明确定义的最佳值,这个控制参数。这一分析为控制爆轰动力学中的大事件开辟了一条新的途径。除了断裂问题,它可能是相关的裂纹系统所描述的模型相同的普适性类,如润湿的异质基板或磁壁在非晶磁体。
2020-10-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Seismic-like organization of avalanches in a driven long-range elastic string as a paradigm of brittle cracks
非均质材料中的损伤和断裂经常表现出由连续的脉冲状事件组成的突发动力学,这些事件形成特征余震序列,这些余震序列遵循最初在地震学中推导出的特定标度定律:古腾堡-里克特定律、生产率定律、巴斯定律和大森-宇津定律。我们在这里展示了这些法律如何自然地出现在模型中的远程弹性脱钉界面作为一个范例来模拟裂纹在非均匀介质中的传播。我们解开的具体条件下,观察这种地震样组织的裂纹扩展问题。除了故障问题,结果扩展到各种情况下所描述的模型相同的普适性类:接触线运动的润湿问题或畴壁运动脏铁磁体,仅举几例。
2019-05-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On dissipation in crackling noise systems
我们考虑在无序和非热弹性系统的脱钉过渡个别雪崩耗散的能量。在巴克豪森噪声的亚历山德罗-比阿特丽斯-贝尔托蒂-蒙托西(ABBM)模型的情况下,分析进展是可能的,这是由于雪崩中释放的能量与布朗路径下方的区域之间的精确映射,直到其第一个零交叉。扩展的平均场模型与内部结构的尺度参数和检查表明,耗散涉及到一个临界指数最近发现在激活动力学的存在下的脱钉过渡的舍入的研究。提出了一种新的数值方法来计算动态指数在脱钉方面的阻塞和边缘稳定的配置,并讨论了一种“耗散异常”的非平衡统计力学潜在的重要后果。我们的结论是,对于脱钉系统的雪崩的大小本身并不构成一个明确的措施的能量耗散。
2018-03-01 cond-mat.stat-mech
Exactly solvable model of avalanches dynamics for Barkhausen crackling noise
本文综述了软铁磁材料中巴克豪森效应的研究现状。巴克豪森噪声(BN)是由磁畴与杂质和缺陷相互作用时的不连续运动产生的。BN是噼啪声噪声的众多例子之一,在具有非常相似特征的各种背景下产生,并且当系统以不稳定的方式响应平滑的外部强迫时发生。在所有噼啪作响的系统中,我们专注于BN,由于雪崩动力学的精确可解模型(称为ABBM模型),出现了一个完整而一致的图像,该模型最终用雪崩前沿速度的朗之万方程描述了系统。尽管ABBM模型很简单,但只要涉及到普适性质,它就能够准确地再现在大量磁性材料实验中观察到的现象。为了完成这幅图,并理解ABBM理论和实验之间长期存在的差异,否则它们会非常吻合,包括令人困惑的噪声脉冲的不对称形状,必须考虑微观细节,即涡流延迟的影响。这些效应可以被纳入模型中,并导致与壁相关的负有效质量的一阶近似。在理解BN的进展是潜在的其他爆裂系统相关的:一方面,ABBM模型原来是一个范式模型的雪崩动力学的普遍行为;另一方面,在噪声脉冲的不对称性的微观解释表明,惯性效应也可能是在其他爆裂系统中观察到的脉冲不对称性的起源。
2009-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Griffiths phase and long-range correlations in a biologically motivated V1 model
大脑中的活动以放电神经元的波的形式传播,即雪崩。这些波的大小和持续时间的分布已被实验证明,以显示一个稳定的幂律剖面,长程相关和$1/f^{b}$功率谱\textit{in vivo}和\textit{in vitro}。我们研究了哺乳动物视觉皮层的雪崩生物学模型,发现了一个扩展的类临界区--Griffiths相--具有发散的磁化率和零阶参数。该阶段接近皮质中\textit{excitatory postsynaptic potential}的预期实验值,表明视觉系统中可能存在临界行为。雪崩并不是完美的幂律分布,但可以将分布折叠并定义一个截止雪崩大小,该截止雪崩大小随着网络大小在临界区域内的增加而发散。雪崩呈现长程相关和$1/f^{b}$功率谱,匹配实验。相变是由平均场近似解析确定的。
2016-11-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech nlin.AO
Effect of disorder on temporal fluctuations in drying induced cracking
我们调查通过计算机模拟的结构无序的均匀和各向同性干燥下的材料的薄层开裂的统计上的效果。该层被离散成一个三角形网格的弹簧。干燥过程通过以相同因子减小所有弹簧的自然长度来捕获,并且淬火无序的量通过改变弹簧的随机断裂阈值的分布的宽度来控制。一旦弹簧断裂,负载的重新分布可能会引发雪崩式的断裂。我们的模拟结果表明,该系统表现出相变的无序量作为控制参数:在低的无序度,破碎过程中占主导地位的宏观裂纹在开始时,和随后的破碎雪崩的大小分布呈指数形式。在高度紊乱时,破裂以指数分布的小规模雪崩进行,产生大量的微裂纹,这些微裂纹最终合并并破坏该层。在这两个阶段之间,在临界无序量ε_c = 0.40 \pm 0.01处发生急剧转变,其中雪崩尺寸分布变为指数τ = 2.6 \pm 0.08的幂律,与纤维束模型的平均场值τ = 5/2一致。从有限尺寸标度分析得到的高质量数据的崩塌表明,最大爆发的平均值<Δ_max>可以确定为序参量,β/v = 1.4,1/v = 1.0,并且崩塌尺寸分布的二阶矩m2和一阶矩m1的平均比值<m2 /m1>显示出与连续跃迁敏感性相似的行为,当γ/ν = 1时,1/ν = 0.9。这表明,无序诱导的薄层破裂的转变类似于连续的相变。
2011-07-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Local waiting time fluctuations along a randomly pinned crack front
使用高分辨率快速照相机跟踪了透明有机玻璃块的非均质弱面界面裂纹的扩展。我们表明,断裂前动态是由本地和不规则的雪崩非常大的尺寸和速度波动。我们观察到的间歇性动力学,即局部钉扎和depinnings的裂纹前端触发丰富的突发活动,通过测量本地的等待时间波动沿裂纹前端在其传播过程中。从等待时间分析推导出的局部前线速度分布表现出幂律行为,$P(v) \propto v^{-η}$与$η= 2.55 \pm 0.15$,速度$v$大于平均前线速度$<v>$。突发大小分布也是幂律,即$P(S)\propto S^{-γ}$与$γ=1.7 \pm 0.1$。以上的无序$L_d \sim 15 μm$的特征长度尺度,雪崩集群成为各向异性的,和缩放的各向异性比提供了一个估计的粗糙度指数的裂纹前线,$H=0.66$,与以前的独立估计密切一致。
2005-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Playing with universality classes of Barkhausen avalanches
从地震和金融市场到铁磁材料中的巴克豪森效应,许多系统都会出现裂纹。尽管在本质上的多样性,在这些动力系统中发出的噪声包括雪崩般的事件与广泛的范围内的大小和持续时间,其特征在于幂律雪崩分布和典型的平均雪崩形状的签名依赖于基础动力学的普适性类。在这里,我们专注于裂纹噪声的铁磁体和审查巴克豪森雪崩在多晶和非晶铁磁薄膜具有不同的厚度的传统统计。我们展示了雪崩的标度指数和平均形状如何随材料的结构特征和膜厚度而演变。我们发现实验和理论预测的磁畴壁动力学模型之间的定量协议,然后阐明巴克豪森雪崩在铁磁薄膜的普适性类。因此,我们首次观察到的域壁动力学的维度交叉,和巴克豪森雪崩的域壁动力学的系统维度和范围的相互作用之间的相互作用的结果。
2019-09-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Density Scaling of Avalanche Statistics in Amorphous Solids
非热非晶态固体中的应力-应变波动是在弹性膜运动通过随机电势的背景下广泛研究的“爆裂噪声”类型的一个例子。与后者相反,我们没有一个随机方程的统计数据与测量的一致。另一方面,我们在这封信中表明,前者的统计表现出“密度标度”时,粒子间的潜力可以很好地近似的幂律。在较宽的密度和系统尺度范围内,耗散事件的尺度分布服从单一的标度函数。我们发现,无论是系统大小的缩放的能量下降和整个应变间隔的统计是不变的密度的变化。我们用它来精确地确定标度律中的指数,确定目前的噼啪声噪声属于不同的普适性类。
2010-10-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Avalanche Spatial Structure and Multivariable Scaling Functions; Sizes, Heights, Widths, and Views through Windows
本文介绍了一种从数据中提取多变量通用尺度函数和临界指数的系统方法。我们通过分析模拟雪崩在接口使用模拟驱动淬火Kardar-Parisi-Zhang(qKPZ)方程来验证我们的见解。我们充分表征这些雪崩的空间结构-我们报告的大小,高度和宽度分布的通用尺度函数,以及当地的前高度。此外,我们解决了一个问题,出现在许多成像实验的爆裂噪声和雪崩动力学,所观察到的分布强烈扭曲的有限的视野。通过人工加窗的数据,我们表明这些分布和它们的多变量标度函数可以写在两个控制参数,窗口大小和特征长度尺度的动态。对于整个系统和窗口分布,我们开发精确的参数化的通用缩放功能,包括校正缩放和系统误差酒吧,促进了一种新的软件环境SloppyScaling。
2011-12-04 cond-mat.stat-mech
Role of spatial patterns in fracture of disordered multiphase materials
多相材料,如复合材料,在宏观缺陷的生长过程中表现出多种竞争失效机制。为了模拟这种材料的整体断裂过程,我们开发了一个两相弹簧网络模型,该模型考虑了不同组件之间的结构以及各自的故障特征。在一个平纹编织架构的特定情况下,我们表明,层之间的任何偏移减少了裂纹尖端的应力的离域,从而大大降低了整体层压板的强度和断裂韧性。断裂弹簧的雪崩统计数据并没有显示出对层间偏移量的明显依赖性。幂律指数被发现是远远小于无序弹簧网络模型在没有裂纹。讨论了雪崩统计是近击穿统计的可能性。
2020-12-14 cond-mat.stat-mech
Fracture of disordered solids in compression as a critical phenomenon: II. Model Hamiltonian for a population of interacting cracks
为了获得无序固体介观区域中二维裂纹图案的概率分布,论文I的形式主义要求开发将裂纹图案(或状态)与其形成能相关联的函数形式。这里的裂纹状态定义的序参量字段表示在一个离散的正方形网络上的每个站点的裂纹的存在和方向。相关联的哈密顿量表示将未开裂的介观体积引入该状态所需的总功,其在初始淬火无序上平均。裂纹的作用是产生在其弹性模量中具有内部不均匀性的介观体积。为了模拟哈密顿量,确定对应于给定裂纹分布的有效弹性模量,其包括裂纹与裂纹的相互作用。相互作用项完全负责在论文III中分析的本地化转变。裂纹张开能与这些有效模量通过格里菲斯的标准,建立在文件I。
2002-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Avalanches in wood compression
木材是一种多尺度材料,表现出复杂的粘塑性响应。我们在压缩的小木材样品中研究雪崩。通过声发射测量的“木震”与地震和岩石中的爆裂声以及脆性材料的实验室测试惊人地相似。事件能量和等待(静默)时间的分布都遵循幂律。应力-应变响应表现出明显的特征,即变形局部化到“薄弱点”或软木层,如使用数字图像相关所识别的。即使发生了材料结构依赖的局部化,雪崩行为仍然是无标度的。
2015-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Fracture process of composite material in a spring network model
通过二维弹簧网络模型研究复合材料断裂过程,揭示间歇性应力降、团簇生长与裂纹扩展的幂律关系及内部结构决定的截断标度行为。
2024-05-01 cond-mat.stat-mech
Breaking a one-dimensional chain: fracture in 1 + 1 dimensions
在准经典近似下,通过在虚时间中找到经典动力学方程的定域解(“反弹”),可以计算出在零温度下被恒定力拉伸的原子链的断裂率。我们表明,这个理论是有关的应力固体的临界裂纹,因为世界线的原子链中形成一个二维的晶体,和反弹是一个裂纹配置(不稳定)的机械平衡。因此,在小力的极限下,隧穿时间、作用和破裂率由Griffith的经典结果确定。对于大的力的限制,我们给出了一个精确的反弹解,描述量子断裂和经典裂纹接近机械稳定性的极限。这个极限可以被看作是一个临界现象,我们建立了Levanyuk-Ginzburg弱涨落判据,并提出了一个标度参数的临界制度。后隧穿动力学理解的反弹解决方案的实时解析延续。
2000-01-09 cond-mat.stat-mech
Universality in the fracture of silica glass
本研究利用分子力学分析了二氧化硅玻璃微观断裂中雪崩的统计与标度行为,揭示了其与脱钉模型同属一普适类,并阐明了裂纹扩展的潜在机制。
2023-08-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Fracture surfaces of heterogeneous materials: a 2D solvable model
利用基于Griffith准则和局部对称性原理的裂纹扩展的弹性静力学描述,提出了一个描述二维非均质脆性材料中裂纹尖端扩展的随机模型。该模型确保了直裂纹的稳定性,并允许断裂表面的粗糙化的研究。当忽略非奇异应力的影响时,问题变得精确可解,并产生路径功率谱的解析预测。这一结果表明,一种替代传统的幂律分析经常用于分析实验数据。
2006-10-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Laws of crack motion and phase-field models of fracture
最近提出的相场模型提供了自洽的描述脆性断裂。在这里,我们分析这些理论在准静态政权的裂纹扩展。我们将展示如何推导出裂纹运动的法律,无论是通过使用可解性条件在微扰处理稍微偏离格里菲斯阈值,或通过推广的Eshelby张量相场模型。分析提供了一个简单的物理解释的经典Eshelby积分的第二个组成部分的极限消失裂纹扩展速度:它给出了裂纹尖端的弹性扭矩,需要平衡的Herring扭矩所产生的各向异性界面能。这种力平衡条件在此限制下减少到各向同性介质中的局部对称性原理和各向异性介质中的光滑曲线裂纹的最大能量释放率原理。它也可以在物理上解释在这个限制的基础上,在传统的框架内的连续断裂力学的能量考虑,在支持其普遍有效性的范围以外的相场模型的真实系统。数值模拟验证了各向异性介质中裂纹路径的解析预测。模拟还表明,这些预测举行,即使相场动力学修改,使故障过程不可逆的。此外,讨论了耗散力在过程区尺度上的作用以及将结果推广到纯反平面剪切下的平面裂纹运动。
2008-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Roughness of moving elastic lines - crack and wetting fronts
我们研究了无序介质中的传播前沿,它们属于润湿接触线和平面拉伸裂纹前沿的普适类。我们从第一原理推导出他们的非线性运动方程,使用广义Griffith准则的裂纹前沿和三个标准的流动性法律的接触线。然后我们利用自洽展开研究了它们的粗糙度。当忽略断裂和润湿过程的不可逆性时,我们发现一个可能的动态粗糙相,其粗糙度指数为$ζ=1/2$,动态指数为z=2。当包括不可逆性,我们得出的结论是,前传播可以成为历史依赖,因此,我们认为值$ζ=1/2$作为粗糙度指数的下限。有趣的是,对于润湿中的传播接触线,其中不可逆性比断裂中弱,实验结果接近0.5,而对于断裂,报道的0.55- 0.65的值更高。
2007-07-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Stability and roughness of tensile cracks in disordered materials
研究了非均匀脆性二维弹性材料中裂纹扩展的稳定性和粗糙度。首先,我们推导出一个运动方程描述这样的裂纹的动态的框架内的线性弹性断裂力学,基于格里菲斯准则和局部对称性原则。这一结果使我们能够将Cotterell和Rice的稳定性分析扩展到无序材料。在稳定的政权,我们发现随机裂纹路径。利用统计物理的工具,我们得到了这些路径的功率谱和它们的概率分布函数,并得出结论,它们不表现出自仿射性。我们表明,这些路径的实空间分形分析可能会导致错误的结论,路径是自仿射的。为了完成图片,我们解开系统的偏见,在这样的真实空间的方法,从而有助于自仿射测量的可靠性的一般性讨论。
2013-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Striation lines in intermittent fatigue crack growth in an Al alloy
该研究通过结合宏观裂纹尖端追踪与断口表面条纹分析,发现铝合金疲劳裂纹扩展呈雪崩式间歇性,条纹间距分布与跳跃尺寸相似,但平均间距与扩展速率不相关,表明断裂表面可用于研究间歇性并指导抗裂纹材料开发。
2023-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Disentangling the critical signatures of neural activity
临界脑假说已经成为理解神经元活动的一个有吸引力的框架,但它仍然存在广泛的争议。在这项工作中,我们分析数据从多电极阵列在大鼠的皮层,我们发现,幂律神经元雪崩满足爆裂噪声关系共存的空间相关性,显示典型的功能的关键系统。为了阐明这些关键性签名的起源的潜在机制,我们引入了一个范式框架,从我们的数据推断出一个共同的随机调制和成对线性相互作用。我们表明,在这样的模型中,满足爆裂噪声关系的幂律雪崩出现的外在调制的结果,而无标度相关性完全由内部相互作用。此外,这种解开完全由系统中的互信息捕获。最后,我们发现,类似的幂律雪崩中发现更现实的模型的神经活动,以及,这表明外在调制可能是一个广泛的机制,其产生。
2022-06-21 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.NC
Universality and the collapse of multifractality in Barkhausen avalanches
铁磁材料中的巴克豪森效应为研究出现裂纹噪声的无序系统中的标度现象提供了一个很好的领域。临界动力学的特点是随机脉冲或雪崩与标度不变的属性,幂律分布,和普遍的功能。然而,传统的巴克豪森雪崩统计可能不足以完全表征磁畴壁动态的复杂的时间相关性。在这里,我们超越幂律和专注于多重分形的情况下,以量化巴克豪森雪崩的多晶和非晶铁磁薄膜的厚度从$50$ nm到$1000$ nm的时间标度特性。我们发现,多重分形性质依赖于膜的厚度,和不敏感的材料的结构特征。此外,我们首次观察到随着厚度的减小,畴壁动力学中的多重分形的崩溃,并且在整个时间尺度范围内,多重分形行为让位于单分形行为。巴克豪森雪崩的时间标度特性的重组被理解为与从三维到二维磁化动力学的维度过渡相关的普遍重组。
2016-11-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
From damage percolation to crack nucleation through finite size criticality
我们提出了一个统一的理论断裂无序脆性介质,调和明显相互矛盾的结果在文献中报道。我们的重整化群为基础的方法产生的相图中的渗流不动点,预计无限的无序,是不稳定的有限的无序和流动的零无序成核型不动点,从而表明断裂具有混合的一阶和连续的字符。在一个区域的中间无序和有限的系统尺寸,我们预测的平均场雪崩标度的交叉。我们讨论了有趣的连接到其他现象的临界缩放只观察到在有限大小的系统和热力学极限消失。
2012-10-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spinodals with Disorder: from Avalanches in Random Magnets to Glassy Dynamics
我们重新研究了淬火无序下的旋节现象,并建立了一个完整的理论,重点研究了淬火随机场(RNN)中伊辛模型的旋节现象,它在从材料到社会科学的许多领域都有应用。通过在准静态驱动的雷诺数中工作在零温度,消除了热涨落,并且可以对旋节线的概念给出严格的内容。我们发现,后者是由于罕见的液滴的脱钉和随后的扩张。我们工作的相关的临界行为,这在任何有限的维度,是非常不同的平均场之一:特征长度发散指数和热力学量显示非常温和的nonanalyticities很像格里菲斯现象。从最近建立的连接之间的旋节线的Ryndom和玻璃态动力学,我们的研究结果也使我们能够最终评估的物理内容和状态的动态转变预测的平均场论的玻璃形成液体。
2016-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Modelling time-irreversible avalanches
Istituto dei Sistemi Complessi - Consiglio Nazionale delle Ricerche(复杂系统研究所-意大利国家研究委员会);Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma(罗马智慧大学物理系);INFN, Sezione Roma2(意大利国家核物理研究所罗马第二分部)
通过非平衡扩展ABBM模型,研究雪崩平均形状的时间反演对称性,建立不对称性与熵产生率的关联。
2026-06-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
An Athermal Brittle to Ductile Transition in Amorphous Solids
脆性材料表现出尖锐的动态断裂时,满足格里菲斯的准则,而韧性材料钝尖锐裂纹的塑性响应。在连续拉伸时,韧性材料表现出以塑性流动为主的颈缩不稳定性。通常人们讨论脆性向韧性转变随温度升高的变化。我们引入了一个非热脆韧性转变的粒子间电位的截止长度的函数。在广泛的数值模拟的基础上,以恒定的速度拉动材料边界的响应,我们提供了一个解释的韧性的发病通过增加塑性模式的密度作为潜在的截止长度的函数。最后,我们可以解决一个古老的谜团:在实验中,脆性材料可以在夹持边界条件下应变,并表现出动态裂纹时,切割足够长的初始槽。不幸的是,在分子动力学模拟中,似乎裂纹拒绝动态地在夹持边界条件下扩展,并且需要连续拉动来实现断裂。我们认为,这个谜是删除当一个理解之间的区别脆性和韧性无定形材料。
2011-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Where Humpty Dumpty Breaks: Geometry-Driven Fracture in Ellipsoidal Shells
Keio University(庆应义塾大学);Osaka University(大阪大学)
研究揭示了壳体曲率如何通过诱导应力各向异性控制破裂形态的演变,通过内部加压双层椭球壳体展示出不同方向的破裂形态多样性,并建立曲率与破裂的直接联系。
2026-03-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Avalanche dynamics of elastic interfaces
缓慢驱动的弹性界面,如脏磁体中的畴壁、接触线或裂纹,通过间歇运动进行,称为雪崩。我们开发了一个场论处理计算,从第一性原理,雪崩内的瞬时速度的时空统计。对于(或大于)其(内部)上临界尺寸d >= d_uc(对于长程和短程弹性,d_uc分别为2,4)的弹性界面,我们证明了质心的场论归结为一个点粒子在随机力场中的运动,它本身就是一个随机行走(ABBM模型)。此外,速度相关性的全部空间依赖性由布朗力模型(BFM)描述,其中界面的每个点看到独立的布朗力景观。ABBM和BFM都可以通过求和树图在任何维度d(对于单调驱动)中精确求解,相当于求解(非线性)瞬子方程。这种树近似是短程无序中实际界面的平均场论。对于质量质心和给定的傅立叶模式q,我们获得速度的概率分布函数(PDF),以及雪崩形状及其波动(第二种形状)。在MFT中,我们发现在非零q的速度相关性是不对称的时间反演。接下来,除了MFT之外,我们还计算尺寸d< d_uc的质心速度du/dt的1倍PDF,即包括环路校正。在小速度P(du/dt)~ 1/(du/dt)^a处的奇异性从a=1(MFT)减小到a = 1 - 2/9(4-d)+…(短程弹性)和a = 1 - 4/9(2-d)+…(长期弹性)。我们展示了动力学理论如何恢复雪崩大小分布,以及瞬子如何与对力中的无穷小步骤的响应有关。
2013-02-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Breakdown of Heterogeneous Materials
我们讨论了阈值激活的极值动力学,是普遍的击穿过程中的异质材料。我们这样的系统模型的弹性弹簧网络与随机断裂阈值分配给弹簧。在恒定应力和恒定应变条件下,通过分子动力学模拟获得了结果。我们发现,分布$P(m)$的雪崩的大小$m$,所造成的弹簧的破裂,直到网络的故障,衰减为幂律:$P(m) \sim m^{-α}$,其中$α$可以接近5/2。当$<m> \sim (F_c - F)^{-1/2}$接近网络发生完全失效的应力$F_c$时,平均雪崩尺寸$<m>$发散。我们研究的击穿过程的时间演化:我们发现,债券破裂随机网络在初始时间,但破裂变得高度相关,在后期的时间,产生一个明确的宏观裂纹。
2005-03-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Statistical Models of Fracture
无序和长程相互作用是使材料失效成为统计力学应用领域的两个关键因素。在这方面的基石一直是晶格模型的断裂,其中网络的弹性梁,债券或电熔丝与随机故障阈值受到不断增加的外部负载。这些模型在定性水平上描述了真实、脆性或准脆性材料的破坏过程。这在解决材料强度的经典工程问题中特别重要:最大应力的尺寸依赖性及其样本间的统计波动。与此同时,格点模型提出了统计物理学中许多新的基本问题,如断裂与相变之间的关系。实验结果指出,存在一个有趣的裂纹噪声的声发射和自仿射分形裂纹表面形态。计算机能力的最新进展使人们对这种模型的理解取得了相当大的进展。在这些部分仍然有争议的问题,是缩放和尺寸效应的材料强度和累积损伤,统计的雪崩或突发的微观故障,和裂纹表面的形态。在这里,我们提出了一个概述的结果与晶格模型断裂,突出与统计物理理论和更传统的断裂力学方法的关系。
2006-09-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Tuning Universality in Deep Neural Networks
Center for Complex Networks and Systems Research(复杂网络与系统研究所以);Luddy School of Informatics, Computing, and Engineering(信息学、计算与工程学院);Indiana University(印第安纳大学);Bloomington, Indiana 47408, USA(印第安纳州布卢明顿市47408号)
本文提出深度神经网络中通用性调节的随机理论,通过四个耦合参数描述动态,并通过数值模拟验证激活函数对集体动态的控制作用。
2025-11-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cs.AI
Creep of a fracture line in paper peeling
通过一个实验研究了裂纹线的缓慢运动,在该实验中,纸张在恒定载荷下以“剥离夹”(PIN)几何形状分成两半,处于蠕变状态。速度与力的关系是指数关系。断裂线的动力学表现出不稳定性,或雪崩,这是使用声发射研究。能量统计是幂律,指数为$β\sim 1.8 \pm 0.1$。后续事件之间的等待时间和断裂线的位移都意味着复杂的粘滑动力学。我们讨论的对应拉伸PIN测试和其他类似的实验上的平面断裂和蠕变理论的弹性流形。
2007-01-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech