Initial Stress Symmetry and Applications in Elasticity
固体内部的初始应力可以产生以支撑外部载荷，或者来自惰性物质中的热膨胀或活性材料中的生长和重塑等过程。由于这个原因，建立一个初始应力固体的力学框架是有用的，而不管这种应力是如何形成的。一种理想的方法是用初始应力$\boldsymbol τ$和弹性形变梯度$\boldsymbol F$来表示自由能量密度$Ψ= Ψ(\boldsymbol F, \boldsymbol τ)$。在本文中，我们提出了一个新的本构条件初应力材料，我们称之为初应力对称性（ISS）。我们关注这种对称性的两个结果。首先，我们研究ISS如何限制自由能量密度$Ψ= Ψ(\boldsymbol F, \boldsymbol τ) $，并提出两个例子，$Ψ(\boldsymbol F, \boldsymbol τ)$满足ISS。其次，我们证明了初始应力可以由柯西应力和弹性形变梯度导出。为了说明，我们从生物力学的一个例子，并计算最佳的柯西应力内动脉受到内部压力。然后，我们使用ISS来获得材料在重塑后要达到的最佳目标残余应力。
2015-06-16 cond-mat.soft
Induced stresses in quasi-spherical elastic vesicles: local and global Laplace-Young law
在弹性球膜上，不存在由弯曲能引起的应力，相应的Laplace-Young定律不涉及弹性弯曲刚度。然而，当考虑一个轴对称的扰动，捏球，它会导致非平凡的应力在整个膜。在本文中，我们引入了一个理论框架来研究由球周围的几何扰动引起的应力。我们发现当地的平衡力方程沿法线方向的囊泡，并沿单位副法线，切线的膜;同样，闭环上的全局平衡力方程也进行了检查。我们分析了应力的分布在膜上的萌芽过渡发生。对于封闭的膜，我们得到修改后的杨-拉普拉斯定律，出现作为这种扰动的后果。
2018-08-08 cond-mat.soft
Morphology of residually-stressed tubular tissues: Beyond the elastic multiplicative decomposition
生物界中出现的许多有趣的形状都是由机械不稳定性的开始形成的。在这项工作中，我们考虑如何建立的残余应力可以导致固体屈曲。在以往的研究中，计算残余应力都需要一个假想的（虚拟的）无应力状态。相比之下，我们使用的模型是简单的，并允许处方的任何残余应力场。我们专门分析了一个弹性管受到二维残余应力，并发现增量皱纹可以出现在其内部或其外部面，取决于最高值的位置的残余环向应力。我们进一步验证了增量理论的预测与有限元模拟，这使我们能够超越这个阈值，并预测产生的折痕的形状，数量和幅度。
2020-09-13 cond-mat.soft
Elastic stresses reverse Ostwald ripening
当液滴在聚合物网络中成核和生长时，压缩应力可以显着增加其内部压力，达到远远超过拉普拉斯压力的值。当液滴在具有刚度梯度的聚合物网络中生长时，网络的相对刚性区域中的液滴倾向于溶解，有利于液滴在较软区域中的生长。在这里，我们表明，这种弹性成熟可以强大到足以扭转奥斯特瓦尔德成熟的方向：大液滴可以收缩，以养活更小的增长。为了对这些实验进行数值模拟，我们将弹性成熟理论推广到溶解度梯度和机械刚度梯度。
2020-04-10 cond-mat.soft
Relaxation of curvature induced elastic stress by the Asaro-Tiller-Grinfeld instability
球表面上的二维晶体由于晶轴和曲率的不相容性而经历弹性应力。松弛弹性应力的常见机制是Asaro-Tiller-Grinfeld（ATG）不稳定性。结合数值和分析的方法，我们证明，也曲率引起的应力在表面晶体可以放松的长波长ATG不稳定性。数值结果得到使用表面相场晶体（PFC）模型，从我们确定的特征波数的ATG不稳定性的各种表面覆盖率对应于不同的曲率诱导压缩。的特征波数的解析表达式，从一个连续的方法，占六方晶体和内在PFC对称性的结果进行了比较。我们发现我们的数值结果与分析预测一致。
2015-05-21 cond-mat.soft
Pseudo-Casimir stresses and elasticity of a confined elastomer film
传统上，本体弹性体的弹性行为的研究是在经典橡胶弹性的基础上进行的，经典橡胶弹性将链视为热波动的，但忽略了交联的热波动。在这里，我们考虑一个不可压缩的平面弹性体膜的轴对称形状之间的两个大的硬共面基板，与膜的轴垂直的基板。我们解决的影响，热波动的交联上的自由能的弹性形变的系统，受到的要求，波动的弹性体不能脱离基板。我们研究的行为的变形自由能的一种情况下，刚性钉扎边界条件被施加到一类弹性波动的限制表面，和另一种情况下，相同的弹性波动进行软“胶合”的潜力。我们发现，可以有显着的偏离（定量和定性）从经典的橡胶弹性理论的预测时，弹性波动。最后，我们比较了弹性波动引起的吸引力部分或伪Casimir应力与受限但非弹性体系统中的标准热Casimir应力的特性，发现当施加刚性钉扎边界条件时，对于胶合势的情况，我们发现对涨落应力吸引部分的首阶修正与衬底间的间距成反比衰减。
2016-05-11 cond-mat.soft
Shear induced normal stress differences in aqueous foams
弹性固体的有限简单剪切变形引起不相等的法向应力。这种被称为坡印廷效应的非线性现象由剪切应变和第一法向应力差之间的普遍关系控制，对非耗散弹性材料有效。我们提供的第一个实验证据表明，类似的坡印亭效应存在于水性泡沫中，除了弹性应力，有显着的粘性或塑性应力。这些结果被解释的本构模型的框架内，来自泡沫流变学的物理描述。
2006-09-27 cond-mat.soft
Surface Elastic Constants of a Soft Solid
固体界面具有内在弹性。然而，在大多数实验中，这被体积应力所掩盖。通过显微镜观察各向异性拉伸基板上的部分润湿液滴的接触线几何形状，我们测量两个表面弹性常数，量化的软聚合物凝胶的表面应力对其应变的线性依赖性。利用这两个参数，可以预测材料在线性弹性限度下的一般变形的表面应力。
2017-11-28 cond-mat.soft
Significance of Elastic Coupling for Stresses and Leakage in Frictional Contacts
研究了法向与面内弹性响应耦合对摩擦接触的影响，发现可压缩性与约束诱导的耦合显著改变最大拉伸应力、摩擦行为及间隙形貌，从而影响材料失效与泄漏，证明其非微小扰动。
2023-10-25 cond-mat.soft
Elastic interactions between 2D geometric defects
在本文中，我们介绍了一种适用于广泛的本地化的二维应力源的方法。这种方法是基于弹性的几何公式。局部应力源被视为奇异缺陷-与参考度量相关的曲率的点电荷。存在缺陷的应力场可以使用标量应力函数来求解，该标量应力函数将经典的艾里应力函数推广到具有非平凡几何形状的材料的情况。这种方法允许计算各种类型的缺陷之间的相互作用能。我们将我们的方法应用于两个物理系统：剪切引起的非晶材料的故障和收缩细胞之间的机械相互作用。
2015-10-13 cond-mat.soft
Revisiting stress propagation in a two-dimensional elastic circular disk under diametric loading
本文采用标量和矢量势及贝塞尔函数展开，在拉普拉斯空间求解边界条件，并通过留数演算推导出二维弹性圆盘在直径加载下包含主波、次波和表面波的位移与应力场显式表达式，深化了盘形构件应力传播的力学理解。
2023-12-30 cond-mat.soft
Elastic building blocks for confined sheets
我们研究薄的弹性薄板的行为，弯曲和应变的影响下，弱，光滑的限制。我们发现，新兴的形状表现出共存的两种类型的域，不同的特征应力分布和能量，并反映不同的约束。一个集中的应力补丁是受几何，分段不可扩展的约束，而扩散应力区的特点是由一个机械约束-应力张量的一个单一的组成部分的优势。我们讨论的影响，我们的研究结果进行分析的弹性片材，受到各种类型的强迫。
2010-12-17 cond-mat.soft
Absence of surface mode in a visco-elastic material with surface tension
利用粘弹性的Voigt-Kelvin模型研究了具有表面张力的粘弹性介质中的表面波。结果表明，在表面张力的影响大于表面弹性应力的影响的参数范围内，表面振荡模式不存在，除非粘性应力掩盖了体相的弹性应力。在该区域，表面振荡被抑制，并且在脉冲进入体之后，表面下的振荡扩散。本文还讨论了实验结果的相关性。
1998-07-09 cond-mat.soft
From viscous fluids to elastic solids: A perspective on the glass transition
一个理论的非局部应力在液体捕获交叉从粘性到弹性的相关性过冷。它解释了玻璃中长程应力场的出现，这种应力场源于剪切应力与横向变形的耦合。胶体玻璃中的Goldstone模被证明是扩散的。
2022-05-02 cond-mat.soft
Stalled phase transition model of high-elastic polymer
提出了高弹性状态下半结晶聚合物的微观模型。该模型是基于这样的假设，即在熔融温度以下，半结晶聚合物包括由具有随机构型的单体的拉伸链段（SCS）连接的晶核。在熔化温度以下使相变停滞的关键因素是SCS的张力。施加到聚合物上的外部应力也改变了平衡并引起核的展开，这使得聚合物能够在不损失完整性的情况下发生大的可逆变形。简单的一维模型预测的高弹性聚合物的屈服应力以上的应力-应变曲线的平台，这与实验观察。模型预测的聚四氟乙烯（PTFE）在高弹性状态下的屈服应力与温度的关系与实验结果吻合较好。
2013-06-19 cond-mat.soft
Nonlinear Elasticity of Flow-Stabilized Solids
热波动、几何排斥和外部驱动都控制着稠密颗粒悬浮液的机械响应。在这里，我们测量的应力-应变响应的准二维流动稳定的微球堆在一个政权，其中所有三个效果都存在使用微流体装置。我们观察到的弹性模量和平均粒子间的分离的堆是可调的，通过流体流动提供的围压。此外，测得的应力-应变曲线表现出普遍的非线性形状，可以预测从热范德华状态方程与排除体积。这个分析表明，多体相互作用贡献了堆所支持的应力的很大一部分。
2014-07-20 cond-mat.soft
Logarithmic vs Andrade's transient creep: the role of elastic stress redistribution
蠕变被定义为在材料内发生的与时间相关的变形和断裂过程，所述材料受到小于其非热的、与时间无关的强度的恒定施加应力。这种时间依赖性通常归因于局部变形事件的热激活。蠕变现象的特点是几个普遍存在的，但经验的流变和标度定律。我们在这里集中在加载开始后的主要蠕变，观察到应变率的幂律衰减，指数p在0.4和1之间变化，这个上限定义了所谓的对数蠕变。虽然这种现象学已经知道了一个多世纪，但Andrade样（p <1）蠕变的物理起源仍然不清楚和有争议。在这里，我们表明，p <1值来自热激活和弹性应力重分布之间的相互作用。后者刺激蠕变动力学从连续事件之间的等待时间的缩短，与材料损伤，并可能在高温和/或应力，引起变形事件的雪崩。
2023-02-23 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
Stress-stress fluctuation formula for elastic constants in the NPT ensemble
在计算机模拟中，有几个波动公式可用于从平衡关联函数计算弹性常数，但用于恒压模拟的波动公式收敛速度慢，不能用于确定局部弹性常数。为了克服这些缺点，我们推导出一个应力-应力波动公式的$NPT$合奏的基础上，在$NVT$合奏的已知表达式。我们通过计算简单的最近邻Lennard-Jones晶体的弹性常数，并与$NVT$系综中得到的结果进行比较，验证了$NPT$系综中的公式。对于局部和体积弹性常数，我们发现在两个合奏的模拟数据之间的一个很好的协议。为了证明新公式的有用性，我们将其应用于确定模拟脂质双层的弹性常数。
2018-05-26 cond-mat.soft physics.comp-ph
Electrostatic complexation of spheres and chains under elastic stress
本文研究了高电荷半柔性聚电解质与带相反电荷的大离子的络合作用。在标度参数的基础上，我们讨论了所得到的复合物如何依赖于的持久长度的盐的浓度，以及链和大离子的大小和电荷。我们研究的情况下，首先与一个单一的球络合物，并计算链的包裹长度。然后，我们将我们的考虑扩展到复杂的涉及许多包裹的领域和研究合作的影响。评价了这种复合物在外部变形下的力学性能。
2001-06-18 cond-mat.soft
Displacement and Stress Analysis of an Elastic Hollow Disk: Comparison with Strength of Materials' Prediction
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）
本文通过引入中心开孔的环试验解决Brazilian test加载点高剪应力问题，利用动态弹性理论推导二维弹性圆盘在径向载荷下的应力分布，并扩展至静态条件，为混凝土和岩石材料的复杂应力分析提供了新见解。
2025-05-06 cond-mat.soft physics.class-ph
Stress Analysis of a Square Elastic Body Under Biaxial Loading Using Airy Stress Functions
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）
本文利用Airy应力函数方法，分析了方形弹性体在单轴和双轴加载下的应力分布，推导出满足边界条件的闭式解，并通过实验验证了单轴压缩情况下的应力场一致性。
2025-08-27 cond-mat.soft physics.class-ph
Yield stress and elastic modulus of suspensions of noncolloidal particles in yield stress fluids
实验研究了各向同性非胶体颗粒悬浮液在屈服应力流体中的行为。这个问题在文献中研究得很少，而且只在特定的材料上。在本文中，我们设法开发程序和材料，使我们能够专注于纯机械贡献的颗粒的屈服应力流体行为，独立的物理化学性质的材料。这使我们能够将这些悬浮液的宏观性质与屈服应力流体的机械性质和颗粒体积分数相关联，并提供适用于任何屈服应力流体中的任何非胶体颗粒的结果。我们发现，弹性模量浓度的关系遵循Krieger-Doughnard定律，我们表明，屈服应力集中关系是相关的弹性模量浓度的关系，通过一个非常简单的法律，从微观力学分析的结果一致。
2008-10-20 cond-mat.soft physics.class-ph
Local stress and elastic properties of lipid membranes obtained from elastic energy variation
本文提出一种基于应力分布矩导数的脂质膜弹性参数计算方法，通过全局不可压缩性假设可测局部泊松比，并建立了弯曲模量与高斯曲率模量的直接关系。
2022-06-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
Stress distribution in elastic disks with a hole under uniaxial compression
本文研究了分布直径载荷下二维弹性空心圆盘的应力与位移分布，利用弹性动力学理论推导静态应力分布，揭示了其与集中载荷在应力极值位置和大小上的关键差异，为混凝土和岩石等材料的力学行为提供了更深入见解。
2025-05-28 cond-mat.soft physics.class-ph
Elasticity tunes mechanical stress localization around active topological defects
本研究通过活性向列相连续介质模拟表明，取向弹性常数及弹性各向异性可调控拓扑缺陷周围应力的单/偶极结构、范围、强度及拉压翻转。
2023-12-07 cond-mat.soft physics.bio-ph
Stress-induced ordering of two-dimensional packings of elastic spheres
受限环境中颗粒的堆积是多个领域共同面临的问题。本文基于二维Hertzian粒子模型，研究了可变形球形粒子在压缩条件下的堆积，揭示了应力作为有序场在调节粒子排列中的重要作用。具体地说，在增加的压缩，压缩粒子自发地组织成规则的包装在三角形和正方形晶格，五边形镶嵌，和凹进三角形晶格的顺序。丰富的有序模式和复杂的结构，在这项工作中揭示了一个富有成效的组织战略的基础上的相互作用的外部应力和内在的弹性不稳定性的颗粒阵列。
2020-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Anisotropic Two-Dimensional, Plane Strain, and Plane Stress Models in Classical Linear Elasticity and Bond-Based Peridynamics
本文在经典线弹性理论和固体力学的键基周向理论的框架内，讨论了各向异性的二维和平面弹性模型。我们首先回顾了经典线性弹性理论中的相应模型。这篇评论包括一个新的基本和自足的证明，有确切的四个材料对称类的弹性张量在二维。我们还总结了经典的平面应变和平面应力线弹性模型，并探讨其连接到纯二维线弹性模型，依赖于工程常数的定义。然后，我们提供了一个新的配方纯二维各向异性键为基础的线性周波模型，它可以容纳所有四个材料对称类。我们进一步提出了创新的配方周向平面应变和平面应力，这是使用直接类比的经典平面弹性假设，我们专门这些配方的各种材料对称类。所提出的各向异性周期模型受到柯西关系的约束，柯西关系是基于键的周期模型的固有性质。在这项工作中所提出的周向平面应变和平面应力配方的独特性是，我们直接减少三维模型的二维配方，而不是匹配的二维周向模型的经典平面应变和平面应力配方。这导致显着的计算节省，同时保留了原来的三维键为基础的周波问题的动力学在适当的假设。
2019-04-26 cond-mat.soft physics.class-ph
Stress and Displacement Fields in the Surface of an Elastic Half-Space under the Action of a Constant Shear Load over a Circular Contact Domain
本文通过叠加对应圆形接触域刚性切向平移的增量摩擦牵引力，推导出弹性半空间在圆形区域恒定剪切载荷下表面应力与位移场的封闭解析解，可作为数值基准并用于软材料黏附滑动接触分析。
2024-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Revisiting Stress Analysis in a Three-Dimensional Elastic Hollow Sphere under Uniaxial Compression via the Inverse Laplace Transform Expressions within an Elastodynamic Framework
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）
该研究采用弹性动力学框架，通过拉普拉斯变换推导三维弹性空心球单轴压缩下的静态解，发现内表面存在局部应力集中，为相关领域提供了可靠分析方法。
2026-08-03 cond-mat.soft physics.class-ph
The elastic stored energy of initially strained, or stressed, materials: restrictions and third-order expansions
本研究探讨了初始应变或应力材料的弹性储存能函数需满足的限制条件，以避免能量不守恒等非物理行为，并通过三阶渐近展开证明其与经典弱非线性弹性的一致性。
2024-03-14 cond-mat.soft physics.class-ph
On the planar elastica, stress, and material stress
我们重温经典问题的平面欧拉\emph{elastica}与施加的力和力矩，并提出了一个分类的形状与空间和材料对称性的切向守恒量。我们比较常用的导演，变分和动力系统表示，并提出了几个说明性的物理例子。我们注意到，一种方法，只采用形状方程的切向角模糊的物理信息的张力在身体。
2018-06-12 cond-mat.soft math-ph math.MP
Rheology of dense suspensions of elastic capsules: normal stresses, yield stress, jamming and confinement effects
我们研究了弹性胶囊的致密悬浮液的剪切流变学，以无聚集的红细胞作为生理相关的例子。粒子是非布朗运动的，并且仅通过流体动力学和短程排斥力相互作用。在悬浮液中的不同的应力机制的分析表明，粘度是由胶囊的剪切弹性，而排斥力是次要的。提供了高于临界体积分数的动态屈服应力的证据，并且与胶囊的弹性性质有关。剪切应力被发现遵循一个关键的干扰的情况下，是相当不敏感的翻滚到坦克踩踏过渡。颗粒压力和法向应力的差异显示出一定的敏感性的细胞的动态状态，并表现出特征缩放，以下的行为的一个单一的颗粒，在坦克踩踏制度。在有效介质模型方面的流体相的粘度的行为是合理的。此外，限制效应，这增加了整体的幅度和增强剪切变稀的粘度的作用，进行了讨论。
2014-05-07 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.med-ph
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
Non-destructive mapping of stress, strain and stiffness of thin elastically deformed materials
了解软材料内部的应力对于基础研究和实际应用具有重要意义，例如软物质器件、生物材料工程和医学科学。然而，以非侵入性的方式原位测量应力场具有挑战性。如果材料的机械性能未知或被应力改变，则变得更加困难。在这里，我们提出了一个强大的非破坏性的技术，能够测量原位应力和应变的弹性变形薄膜，而不需要知道他们的材料特性。该技术是基于测量弹性波的速度，然后使用一个通用的频散曲线，我们推导出的兰姆波预测局部应力和应变。使用光学相干断层扫描，我们实验验证了橡胶片，保鲜膜，皮革皮肤的乐器的方法。
2022-01-05 cond-mat.soft physics.app-ph physics.class-ph
Impulsive correction to the elastic moduli obtained using the stress-fluctuation formalism in systems with truncated pair potential
众所周知，在距离r_cut处对势的截断通常意味着对势的一阶导数的压力和其他力矩的脉冲修正。取决于r_cut的截断也可能是相关的高阶导数理论上显示的玻恩贡献的弹性模量使用的应力波动形式主义在d维。专注于各向同性液体的剪切模量G必须消失的建设，预测的修正进行了测试，分别为二进制混合物和多分散Lennard-Jones珠，d=3和d=2维。
2012-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A new restriction for initially stressed elastic solids
本文对初应力弹性固体的应变能函数和应力张量引入了一个基本的限制。该限制适用于应变能函数$W$，其是弹性形变梯度$\mathbf{F}$和初始应力$\boldsymbol τ$的显函数，即$W:= W(\mathbf F, \boldsymbol τ)$。该限制是能量守恒的结果，并确保预测的应力和应变能不依赖于任意选择的参考配置。我们称之为初始应力参考独立性（ISRI）。结果表明，文献中发现的几乎所有应变能函数都不满足ISRI，因此可能导致非物理行为，我们通过一个简单的例子来说明。为了弥补这一缺点，我们推导出三个应变能函数，满足限制。我们还表明，使用初始应变（通常从一个虚拟的配置）来模拟初始应力导致应变能函数，自动满足ISRI。最后，我们得到以下重要结果：ISRI减少了初始应力固体的线性应力张量的未知数。这种减少线应力的新方法可能为通过超声实验等非破坏性测定初始应力开辟新途径。
2016-12-29 cond-mat.soft math-ph math.MP
Stress driven fractionalization of vacancies in regular packings of elastic particles
在微观层次上阐明缺陷和应力的相互作用是与材料科学有着密切联系的基本物理问题。在这里，基于二维晶体模型，我们表明，不同尺寸和形态的空位的不稳定模式符合一个共同的情况。一个空位在压缩下分裂成一对位错，在边界处滑移并消失。这个整齐的过程是由空位周围的局部剪应力触发的。空位的显着细分创造了丰富的模式之间的相互作用的空位和其他拓扑缺陷，并提供了一个新的维度，在广泛的晶体结构中的缺陷的机械工程。
2020-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elastic consequences of a single plastic event : a step towards the microscopic modeling of the flow of yield stress fluids
最终的目的是描述流动的弹塑性材料，我们专注于这样一个流，塑性事件的基本砖，并计算长期扰动，它弹性地诱导在一个全球剪切应变的介质。我们的特点附近的墙壁上的这种扰动的影响，并量化有限尺寸效应的重要性。虽然为了简单起见，我们大多数的显式公式处理二维的情况下，我们的声明，以及三维的情况下。
2004-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonlinear effects for coda-type elastic waves in stressed granular media
本文介绍了松散颗粒介质中多次散射弹性波的非线性声学效应的实验结果及其解释。中心频率高于介质的所谓截止频率的短波包在静态应力玻璃珠板的一侧发射，并在多次散射和非线性相互作用后在另一侧接收。由于非线性和散射，典型的信号与其初始辐射形状相比强烈失真。结果表明，声波的变形幅度远低于平均静态变形的接触在介质中可以修改介质的弹性性能，特别是对于弱接触骨架部分。这解决了声激励期间和之后的颗粒结构的再现性的问题，这是必要的，以了解在颗粒介质的弹性性能的声学方法的非破坏性测试。尾波信号分析被证明是一个强大的时间分辨工具，以监测轻微的修改，在弹性响应的松散颗粒结构。
2008-05-29 cond-mat.soft physics.class-ph
Normal stress anisotropy and marginal stability in athermal elastic networks
半柔性生物聚合物（如胶原蛋白）的水凝胶已被证明在剪切应变下轴向收缩，与大多数弹性材料观察到的轴向扩张相反。最近的工作表明，这种行为可以理解的多孔，双组分的性质和随之而来的时间依赖性的水凝胶的可压缩性。通过扭转流变仪测量的表观法向应力仅反映了轴向分量$σ_{zz}$在长（可压缩）时间尺度上的拉伸贡献，在短（不可压缩）时间跨越到第一法向应力差$N_1 = σ_{xx}-σ_{zz}$。虽然$N_1$的行为对于经历仿射剪切变形的各向同性粘弹性材料是很好理解的，但生物聚合物网络通常是各向异性的并且非仿射地变形。在这里，我们数值研究下产生的剪切亚均衡，无热半柔性聚合物网络的正应力。我们发现，这样的系统表现出强烈的偏差仿射行为，这些异常控制的刚性过渡作为应变的函数。
2018-12-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Stress-dependent amplification of active forces in nonlinear elastic media
生物体中机械应力的产生在很大程度上依赖于嵌入丝状基质中的局部的、产生力的活性单元。具有固定边界的离散纤维网络的数值模拟表明，基体中的屈曲显著地放大了所产生的主动应力。在这里，我们将这一结果扩展到一个bucklable连续弹性介质受到任意的外部应力，并推导出解析表达式的活性，非线性本构关系表征的全活性介质。插入这些关系到流行的“活性凝胶”的活组织和细胞骨架的描述将使调查非线性制度以前无法访问，由于这些理论的现象学性质。
2018-05-07 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Strain-dependent solid surface stress and the stiffness of soft contacts
表面应力最近已成为高柔顺固体力学中的一个关键因素。接触力学的经典理论将与柔顺基底的粘附描述为驱动变形以建立接触的表面能与抵抗该变形的体弹性之间的竞争。然而，最近已经表明，表面应力提供了额外的回复力，该恢复力可以与高度顺应性材料中的弹性竞争，甚至占主导地位，特别是当长度尺度与表面应力与弹性模量之比$Υ/E$相比很小时。在这里，我们调查实验的表面应力的粘附力的贡献。我们发现，弹性和毛细管的贡献的粘合力是相似的幅度，并且都需要考虑到刚性二氧化硅球和顺应性，硅凝胶之间的测量的粘合力。值得注意的是，固体表面应力的应变依赖性对软固体接触的刚度有显著贡献。
2017-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Kirigami mechanics as stress relief by elastic charges
我们发展了一种几何方法来理解穿孔弹性薄板的力学，使用应变相关的图像弹性电荷的方法。该技术将孔在外部载荷下的屈曲响应识别为应力释放的几何调谐机制。我们使用一个对角拉方形纸框作为模型系统，定量测试和验证我们的方法。具体来说，我们比较了非线性力-延伸曲线和整体位移场的理论和实验。我们发现一个强大的软化的力响应伴随着曲率局部化在内部角落的屈曲框架。与我们的理论完全一致，但与直觉相反的是，对于一系列中间孔尺寸，发现较宽的框架比较窄的框架更容易屈曲。在将这些想法扩展到许多孔后，我们证明了相互作用的弹性镜像电荷可以提供一个有用的kirigami设计原理来选择性地放松弹性材料中的应力。
2018-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The Invalidity of the Laplace Law for Biological Vessels and of Estimating Elastic Modulus from Total Stress vs. Strain: a New Practical Method
管状生物结构刚度的量化通常在体内和体外获得，作为总透壁环向应力对环向应变的斜率。总环向应力通常使用“拉普拉斯定律”估算。“我们表明，这种方法从根本上有两个原因：首先，拉普拉斯定律预测生物血管的总应力是错误的。此外，由于肌肉和其他生物组织是紧密保持体积的，因此弹性模量的量化需要去除不可压缩性对总应力的贡献。我们发现，这种流体静力学的贡献，总应力有很强的材料依赖性的非线性响应变形是难以预测或测量。为了解决这个困难，我们提出了一种新的实用方法来估计一个机械可行的弹性模量，可以应用在体内和体外使用相同的测量作为目前的方法，小心记录的参考状态。为了对不可压缩性不敏感，我们的方法是基于剪应力而不是环向应力，并提供了一个真实的测量弹性响应而不应用拉普拉斯定律。我们证明了我们的方法的准确性，使用多个本构模型的管膨胀的数学模型。我们还重新分析了一项来自胃肠文献的体内研究，该研究采用了标准方法，并得出结论，药物诱导的弹性模量变化取决于用于扩张食管腔的方案。我们的新方法消除了先前结果中的这种协议相关的不一致性。
2013-02-05 cond-mat.soft physics.med-ph q-bio.TO
Normal stresses, contraction, and stiffening in sheared elastic networks
当弹性固体受到剪切时，以坡印廷命名的非线性效应会引起法向应力或体积变化。我们提供了一个新的坡印廷效应和微观Grüneisen参数，它量化了如何伸缩移动振动模式之间的关系。通过将这种关系应用于随机弹簧网络，例如，生物聚合物凝胶和固体泡沫，我们发现网络收缩或产生张力，因为它们在拉伸时振动得更快。坡印廷效应的幅度对网络的线弹性模量敏感，可以通过其制备协议和连接性进行调整。最后，我们表明，坡印亭效应可以用来预测有限应变尺度下的材料剪切硬化。
2018-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Connecting local active forces to macroscopic stress in elastic media
与普通材料不同，生命物质通过产生主动的、不平衡的内应力来驱动自己的运动。这些应力通常源自嵌入弹性介质中的局部活性元件，例如细胞内的分子马达或组织中的收缩细胞。虽然许多大规模的现象学理论，这种活跃的媒体已经发展，从当地的力产生的元素出现的应力缺乏系统的理解。在本文中，我们提出了一个严格的理论框架来研究这种关系。我们证明了在任意几何形状的连续和离散线性均匀介质中，介质的宏观主动应力张量等于单位体积的主动单元力偶极张量。这种关系在存在无序的情况下平均是守恒的，但在非线性弹性介质中可以被破坏。这种效应可以导致活性应力的增强或减弱，让我们对自然界利用微观力量创造活性材料的方式有了一个初步的了解。
2014-11-12 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Modified multiplicative decomposition model for tissue growth: Beyond the initial stress-free state
乘法分解模型被广泛用于预测生物组织生长过程中的残余应力和组织形貌。然而，它依赖于组织最初处于无应力状态的假设，这与组织的任何生长状态都处于显著水平的残余应力下的观察结果相冲突，残余应力有助于保持其理想的机械条件。在这里，我们提出了一个修改后的乘法分解模型，其中的初始状态（或参考配置）的生物组织被赋予残余应力，而不是无应力。在理论上释放初始残余应力时，初始应力状态首先转变为实际无应力状态，导致初始弹性形变。初始的虚拟无应力状态随后生长为具有生长变形的另一个对应物，并且后者进一步以确保组织相容性的过度弹性形变整合到其自然构型中。通过这种分解，总变形可以表示为弹性形变、生长变形和初始弹性形变的乘积，而相应的自由能量密度取决于初始残余应力和总变形。我们处理三个关键问题：自由能量密度的显式表达式、初始弹性形变的预先确定和初始残余应力。最后，我们考虑一个管状器官，以证明建议的初始残余应力对应力分布和形状形成的影响，通过增量稳定性分析。我们的研究结果表明，初始残余应力施加的生长应力和组织形态的主要影响。
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
Long-Range Correlations in Elastic Moduli and Local Stresses at the Unjamming Transition
通过数值模拟研究接近非堵塞相变的二维堵塞固体，发现局部弹性模量与应力均具长程关联，应力关联具普适性而模量关联依赖于相互作用势，非仿射行为是模量长程关联的来源。
2024-08-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Active nematic response to a deformable body or boundary: elastic deformations and anchoring-induced flow
本文用复变量方法解析二维活性向列相中线弹性物体的流动、指向矢、牵引力与形变，揭示活性应力和锚定条件诱导的效应及应力测量新思路。
2025-06-14 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Black Rubber and the Non-linear Elastic Response of Scale Invariant Solids
本文讨论了尺度不变固体中的非线性弹性响应。根据先前的工作，我们将分析分为两个基本选项：根据尺度不变性（SI）是否是一个明显的或自发破缺的对称性。在后一种情况下，可以采用有效场论方法，而在前一种情况下，我们使用全息方法。我们专注于一类简单的全息模型，表现出弹性行为，并获得其非线性应力-应变曲线，以及弹性边界的估计-在弹性（可逆）制度的最大可能变形。在明显或自发破缺的SI情况下，即使假设两种情况下的应力-应变曲线相同，边界也有很大不同。此外，超弹性模型子集（允许大变形）被发现具有类似于天然橡胶的应力-应变曲线。这一类的全息实例，我们称之为黑橡胶，显示出更丰富的应力-应变曲线-在不同的应变幅度下具有两种不同的幂律区域。
2020-06-18 cond-mat.soft cond-mat.str-el hep-th
Does elastic stress modify the equilibrium corner angle?
我们考虑了弹性和各向异性表面能对双轴载荷下二维空洞能量最小化形状的影响。特别是，我们认为空洞的形状与角落的应变能密度是奇异的角落。弹性力学问题是用复位势表示的边界积分方程。通过引入孔洞角点处奇异弹性场的渐近性质，我们发展了一种计算任意孔洞形状和角点处应力的数值谱方法。我们最小化的表面能和弹性势能的总能量，使用变分法，以获得耦合到弹性场的边界上的Euler-Lagrange方程。使用数值谱方法，同时确定平衡空隙形状和奇异弹性场的空隙边界的形状确定。我们的结果表明，精确的角，使总能量最小化不受奇异弹性场的存在。然而，在拐角处的空隙表面上的应力奇异性必须通过拐角处的曲率中的奇异性来平衡，该奇异性有效地改变形状的宏观几何形状并且有效地改变表观拐角角。这些结果调和了Srolovitz和Davis（2001）以及Siegel，Miksis和Voorhees（2004）结果中关于弹性对平衡角隅角影响的明显矛盾，并确定了自由边界弹性问题中与角隅相关的重要非平凡奇异行为。
2022-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cs.NA
Period fissioning and other instabilities of stressed elastic membranes
我们研究了当沿拉伸方向的平移对称性被破坏时，同时施加拉伸力和压缩力的弹性膜的形状。我们预测了大量的新的形态相在各种制度的2维参数空间$(ε,ν)$，定义了相关的机械和几何条件。这些参数分别是压缩与拉伸之间的比率和沿拉伸方向的波长对比度。特别是，我们的理论相关联的图案周期性的重复增加，最近观察到的褶皱膜漂浮在液体上，并受到毛细作用力，在政权（$ε\ll 1,ν\gg 1$）的张力是占主导地位的波长对比度是大的形态。
2009-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft math-ph
