Yield stress in amorphous solids: A mode-coupling theory analysis
屈服应力是非晶材料的一个定义性特征，它很难在理论上进行分析，因为它来源于受约束固体对外加变形的强烈非线性响应。模式耦合理论预测了经历玻璃化转变的材料的流动曲线，从而为非晶态固体的屈服应力提供了预测。我们使用这种方法来分析几类无序固体，使用简单的模型，硬球玻璃，软玻璃，金属玻璃的模式耦合的预测可以直接比较数值测量的结果。该理论正确地描述了熵性质的屈服应力在硬球玻璃中的出现，以及它在密度接近随机密堆积时的快速增长。相比之下，软质和金属玻璃中固体行为的出现，这源于直接的粒子相互作用，并没有很好地描述的理论。我们发现，类似的缺点出现在描述的玻璃相在休息时的振动动力学。我们讨论了模式耦合理论的适用范围，以了解屈服应力和非线性流变的非晶材料。
2013-07-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Structure characterization of hard sphere packings in amorphous and crystalline states
硬球系统中的通道尺寸分布，基于四个粒子位置的局部邻域相关性，研究了所有体积分数的干扰。对于每个粒子，相邻粒子的所有三个粒子组合定义通道，这与锁定概念相关。的通道尺寸分布的分析被证明是非常有用的，在区分气体，液体，部分和完全结晶，和玻璃状（随机）堵塞状态。一个共同的微观结构特征的四个共面粒子中观察到的结晶和玻璃堵塞状态，这表明存在“隐藏”的二维秩序在三维随机紧密堆积。
2014-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Stress effect on magnetoimpedance (MI) in amorphous wires at GHz frequencies and application to stress-tunable microwave composite materials
从理论和实验两方面研究了微波频率（0.5- 3GHz）下张应力对CoMnSiB非晶丝磁阻抗效应的影响。在直流偏置磁场的各向异性场的顺序的存在下，阻抗示出非常大的和敏感的变化时，线受到拉伸应力：100%和60%每180 MPa的频率为500 MHz和2.5 GHz，分别。结果表明，这种行为主要归因于所施加的应力和场引起的平衡磁化方向的变化，这与表面阻抗的理论结果吻合得很好。这种对MI的应力效应被提议用于创建包含短磁线的微波应力可调复合材料。从这样的材料的介电响应的分析表明，取决于材料中的应力水平，有效介电常数的色散可以是谐振或弛豫型的，其值有相当大的变化（在600 MPa下高达100%）。该介质可用于通过微波对比成像进行结构应力监测。
2004-11-18 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
Eigenvalue analysis of stress-strain curve of two-dimensional amorphous solids of dispersed frictional grains with finite shear strain
本研究通过Hessian矩阵特征值分析，准确预测了二维摩擦颗粒非晶固体在有限应变下的应力-应变曲线，且发现特征值无应力降前兆。
2023-03-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Creep dynamics of athermal amorphous materials: a mesoscopic approach
屈服应力流体显示复杂的动力学，特别是当被驱动到固体和流动状态之间的瞬态状态时。受致密非晶材料蠕变实验的启发，我们实施介观弹塑性描述来分析非热系统中的瞬态动力学。我们的平均场和空间相关的方法一致地再现了典型的实验应变率响应不同的步骤施加应力。此外，它们使我们能够理解应变速率减慢（蠕变）和应变速率加速（流化）阶段的基本过程。当外加应力接近静态屈服应力时，流化时间以幂律方式增加。该应力值与剪切启动实验中的应力过冲有关，并且已知其取决于样品制备和老化。通过计算空间分辨模型中累积塑性的相关性，揭示了蠕变动力学过程中不同的协同运动模式。
2018-09-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cooling under applied stress rejuvenates amorphous alloys and enhances their ductility
采用分子动力学模拟研究了二元玻璃冷却过程中施加的拉应力对玻璃势能态和力学性能的影响。我们研究的三维二元混合物，首先在玻璃化转变温度附近退火，然后在张力下迅速冷却到玻璃相。结果表明，在较大的外加应力值下，液态玻璃形成体在较高的应变下冻结，其势能增强。对于固定的冷却速率，当初始温度增加到玻璃化转变点以上时，冷却期间可以施加的最大拉伸应力减小。我们还表明，再生玻璃的无定形结构的特点是增加了较小类型的原子之间的接触的数量。此外，拉伸试验的结果表明，在较大的施加应力和较高的初始温度下制备的玻璃中，弹性模量和应力过冲的峰值降低，从而表明增强的延展性。这些研究结果可能有助于开发提高大块金属玻璃塑性的加工和制备方法。
2020-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Excess Vibrational Density of States and the Brittle to Ductile Transition in Crystalline and Amorphous Solids
确定材料在机械载荷下是脆性还是韧性的条件仍然是难以捉摸的，并且是材料物理学家和工程师积极研究的主题。在这项研究中，我们提出的{ \em在silico}机械变形实验从两个非常不同的模型固体在二维和三维的结果。第一个由粒子与各向同性势相互作用组成，另一个具有强烈的方向依赖相互作用。我们表明，在这两种情况下，多余的振动态密度是基本量的材料的延展性的特点。我们的结果可以通过对胶体固体的仔细实验来检验。
2015-09-01 cond-mat.soft
Glassy, Gardner-like Phenomenology in Minimally Polydisperse Crystalline Systems
我们报告的非平衡相的物质，最低限度的无序晶体相，我们发现存在于最大的无定形玻璃和理想的晶体之间。尽管这些近晶体看起来高度有序，但它们显示出类似于在非晶态固体中观察到的玻璃状和堵塞特征。在结构上，它们表现出弱力和小粒子间间隙的概率分布以及振动态的平坦密度的幂律缩放。动态地，它们在特征压力以上显示出异常老化。从数量上看，这种无序的晶体相与最无序固体中的Gardner样相有很多共同之处。近晶体应该服从实验实现在商业上可获得的颗粒系统，是必不可少的验证理论的非晶材料。
2018-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Creep response of athermal amorphous solids under imposed shear stress
当施加的应力超过临界阈值时，屈服应力材料失效。对所施加的应力的众所周知的动态响应是蠕变现象，其中在失效或停止之前，累积变形随时间呈亚线性增长。使用广泛的分子动力学模拟，我们研究了这样的响应模型非晶系统，在无热极限，并探讨如何退火的初始状态的历史确定所观察到的行为施加剪切应力。此外，我们分析的微观动力学附近的产量阈值，使用大型系统，并表征的时空签名对逮捕或流动，在不同的尺度。
2023-03-08 cond-mat.soft
Residual stress distributions in athermally deformed amorphous solids from atomistic simulations
用原子模拟技术研究了控制非热非晶态固体塑性流动统计特性的局部残余应力分布（失稳阈值）。对于静态配置，分布有一个pseudogap（幂律）的形式与全球收益统计的指数，同意。一旦变形开始，伪间隙区域在小的残余应力下让位于系统尺寸相关的平台，这可以从塑性事件之间的局部残余应力{ \em差异}的统计中理解。结果进一步表明，局部屈服应力在非晶态固体的变化，即使给定的区域不参与塑性活动。
2020-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
The yield of Amorphous Solids Under Stress Control at Low Temperatures
讨论了金属玻璃等非晶态固体在外力作用下的屈服，认为它与温度升高引起的玻璃化转变有关，或者可以用各种统计理论来理解。在这里，我们研究的方法，以应力控制的产量，并认为，无论是断言可以支持，至少在低温下。低温下非晶态固体的产率是一种高度结构化的现象，其特征在于一系列特定的机械不稳定性，并且与通过升高温度的流化（真实的或虚构的）完全不相似。一系列的不稳定性，其次是应力控制屈服在低，但有限的温度协议可以预测通过分析非热准静态应变控制协议，使后者高度相关的非晶态固体的机械性能的深入理解。
2015-04-21 cond-mat.soft
Noise spectra in the reversible-irreversible transition in amorphous solids under oscillatory driving
本文研究了二维非晶态固体在循环驱动下的应力起伏。已知的是，该系统对于小驱动振幅组织成可逆状态，并且对于高驱动振幅保持在不可逆状态，并且临界驱动振幅将两种状态分开。在这里，我们研究的时间序列的应力波动以下和以上的可逆-不可逆的转变。在不可逆的制度以上的过渡，应力波动的功率谱是广泛的，并具有$1/f^α$形状与$1< α<2$。我们发现，低频噪声功率的峰值附近的应力，直流屈服发生，这是符合预期的行为在系统中进行非平衡相变。
2019-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Avalanche localization and crossover scaling in amorphous plasticity
我们进行大规模模拟的二维格子模型的非晶塑性随机局部屈服应力和长程四极弹性相互作用。我们表明，作为外部应力的增加对屈服相变，雪崩的标度行为跨越从平均场论到一个不同的普适性类。这种行为与应变局部化有关，应变局部化显著依赖于相互作用核的短程性质。
2013-09-25 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
Disorder-induced vibrational anomalies from crystalline to amorphous solids
玻色子峰是玻色子态密度超过德拜模型的一种现象，玻色子峰的起源至今仍有很大争议，其中一些理论和实验认为玻色子峰与van-Hove奇点有关。在这里，我们表明，玻色子峰和范霍夫奇点分离的身份，通过测量的振动密度的状态的二维颗粒系统，包装逐渐从晶体，多晶，和非晶材料的调整。我们观察到在多晶体中存在分离良好的玻色子峰和van-Hove奇异点，其中van-Hove奇异点逐渐向高频移动，同时形状变宽，当结构无序度$η$足够高时，van-Hove奇异点完全消失.通过对强无序系统（$η=1$）和无序颗粒晶体（$η=0$）以及$η$介于两者之间的中间无序系统的分析，发现玻色子峰与剪切模量$δG/\langle G \rangle$的空间不相关随机涨落有关，而van-Hove奇异性的涂抹与剪切模量$δG/\langle G \rangle$的空间相关涨落有关。
2021-04-27 cond-mat.soft
Anomalous Stress Fluctuations in Athermal Two Dimensional Amorphous Solids
我们数值研究了局部应力分布在非热，各向同性应力，机械稳定，包装的双分散无摩擦磁盘以上的堵塞过渡在两个维度。考虑到傅立叶变换的局部应力，我们发现的证据代数增加波动的各向同性和各向异性分量的应力张量在小波数，最近的理论预测相反。这种增加的波动意味着在大尺度上应力缺乏自平均。这些增加的波动的交叉定义了长度尺度$\ell_0$，然而，看起来$\ell_0$不随填充分数$ϕ$变化太多，当$ϕ$接近阻塞$ϕ_J$时，$\ell_0$也不发散。我们还发现类似的大长度尺度的波动的应力在淬火的Lennard-Jones液体的固有状态，使我们推测，这种波动可能是一个一般性质的非晶态固体在两个维度。
2017-09-01 cond-mat.soft
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
Field theory for amorphous solids
低温下的玻璃在其固有状态附近波动;玻璃状异常反映了这些状态的结构。最近，从过冷液体到胶体和颗粒材料，对玻璃材料中的长程应力相关性进行了大量的观察，但没有一个共同的解释。在这里，它示出，使用固有状态的场论，长距离应力相关性遵循单独的力学平衡，与明确的预测在2和3维的应力相关性。“状态方程”有关的波动所施加的应力推导，以及场方程，固定在任意几何形状的应力的空间结构。最后，在三维非晶系统中识别出一个新的全息量。
2018-08-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Capillarity of soft amorphous solids: a microscopic model for surface stress
毛细力引起的软固体的弹性形变主要依赖于固液界面内的过量应力。虽然对于液-液界面，该“表面应力”与“表面自由能”严格相同，但热力学Shuttleworth方程意味着当其中一个相是弹性的时不再是这种情况。在这里，我们开发了一个微观模型，结合了磁相互作用和熵弹性，在此基础上，我们明确地计算表面应力和表面自由能。结果表明，界面区域的可压缩性通过界面附近的泊松比决定了表面应力和表面能之间的差异。我们强调这一发现的后果，通过与最近的实验和模拟部分润湿的软基板。
2013-10-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
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
Suppression of crystalline fluctuations by competing structures in a supercooled liquid
我们提出了一个几何表征的无定形液体结构，抑制结晶竞争本地与结晶顺序。为此目的，我们介绍了一种液体的晶体亲和力，一个简单的措施，其倾向于积累局部结晶结构冷却。这个量是明确相关的高温结构的协方差之间的局部波动的晶体顺序和竞争的液体结构：有利于一个结构，由于差的重叠性能，与晶体顺序的相关性降低了液体的亲和力。使用晶格模型的液体，我们表明，这个量成功地预测液体的趋势，无论是积累或抑制局部结晶波动，增加过冷。我们表明，晶体亲和力强烈相关的晶体成核速率和低温液体的晶体-液体界面自由能，使我们的理论的预测工具，以确定容易无定形结构增强玻璃形成能力。
2017-06-19 cond-mat.soft
Creep and fluidization in thermal amorphous solids
当受到恒定的机械载荷时，许多非晶态固体显示出幂律蠕变，随后是流化。对这些过程的基本理解还远远没有实现。在这里，我们表征蠕变和流化的介观粘塑性模型的基础上，包括热激活屈服事件和广泛分布的能量障碍，这可能会降低局部变形的影响下。我们与流化前观察到的蠕变指数的屏障分布的宽度和屈服事件后的应力再分布的具体形式。我们发现，安德拉德蠕变是伴随着局部应变硬化驱动的应力重分布，并发现流化指数依赖于所施加的应力。模拟结果解释的平均场分析的光，并应有助于合理化的蠕变现象的非晶态固体。
2016-10-22 cond-mat.soft
A generalized mechanical model using stress-strain duality at large strain for amorphous polymers
在文献中已经开发了许多模型来模拟非晶态聚合物在大应变下的热机械行为。这些模型一般表现出良好的协议与实验结果时，材料提交单轴载荷（拉伸或压缩）或剪切载荷的情况下。然而，当它们用于组合载荷情况时，这种一致性会大大降低。将这些模型推广到更复杂的负载是罕见的。特别是，在拉伸或压缩中识别的模型通常高估剪切响应。一个困难在于，3D模型必须聚合不同的物理建模，用不同的运动学描述。这就需要使用复杂的传输操作器来操纵。在本文中，我们提出了一个力学模型的大应变，广义三维，并精确地引入适当的运输运营商，以获得一个确切的运动学。通过对内力幂的计算，验证了应力应变的对偶性。这种广义模型适用于聚碳酸酯无定形聚合物的情况下。拉/压和剪切的模拟结果与经典的建模和文献中的实验结果进行了比较。结果大大提高了数值预测的无定形聚合物提交任何负载情况下的机械响应。
2021-06-22 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
