science >> Wetenschap >  >> Fysica

Onderzoekers onthullen spatiotemporele volgorde van afschuifband in amorfe vaste stoffen

Kwantitatieve karakteriseringen van afschuif-, dilatatie- en rotatiebewegingen in afschuifbanden via het TTG-model. Krediet:IMCAS

Het precieze begrip van het ontstaan ​​van shear banding in amorfe vaste stoffen is nog steeds een mysterie, vanwege de intrinsieke verstrengeling van drie elementaire lokale atomaire bewegingen:shear, dilatatie en rotatie.

Onlangs hebben onderzoekers van het Institute of Mechanics van de Chinese Academie van Wetenschappen (IMCAS) de spatiotemporele sequentie van de afschuifband in amorfe vaste stoffen onthuld door de sterk verstrengelde afschuif-, dilatatie- en rotatiestroomeenheden te ontkoppelen en kwantitatief te karakteriseren.

De resultaten zijn gepubliceerd in Physical Review Research .

De onderzoekers stelden een nieuw theoretisch protocol voor, namelijk een two-term gradiënt (TTG) -model, dat zowel affiene als niet-affiene componenten van vervorming omvat om het plastische gedrag in ongeordende materialen aan te tonen.

Deze combinatie geeft aanleiding tot een veel uitgebreidere en effectievere beschrijving van het lokale vervormingsveld buiten het conventionele, pure affiene of niet-affiene model.

Op basis van dit theoretische raamwerk hebben de onderzoekers de sterk verstrengelde afschuif-, dilatatie- en rotatiegebeurtenissen gedecodeerd. Met de ongekende ruimtelijke en temporele resolutie kon het plastische gedrag dus uitgebreid worden gedemonstreerd als de operatieve manipulatie van nieuw gedefinieerde door schuifkracht gedomineerde zones (SDZ), door dilatatie gedomineerde zones (DDZ) en door rotatie gedomineerde zones (RDZ).

Na deze atomistische demonstratie van drie eenheden, wordt het intuïtieve fysieke beeld van aanvankelijk synchrone beweging tot het begin van gelokaliseerde afschuifband onthuld, wat zich manifesteert als het percolatieproces van gelokaliseerde plastische regio's met kritische machtswetschaling die verwant is aan de klassieke percolatietheorie.

Deze bevindingen bieden inzicht in het begrip van plastisch gedrag in ongeordende materialen. + Verder verkennen

Relatie tussen plasticiteit van zilvernanodraadfilm en breukweerstand