拉伸应力下非晶固体的蠕变失效

对非晶固体施加恒定拉伸应力会导致其缓慢伸长，最终发生快速的力学崩溃。这一“蠕变”过程在工程上极为重要，百余年来已在多种材料中成为研究对象。目前缺乏关于崩溃期望时间 $\tau_w$ 的预测理论，主要因其依赖于众多复杂参数，包括温度、系统尺寸、拉伸力，以及组元间详细的微观相互作用。下文通过非晶材料条的模拟，讨论了崩溃时间对所有参数的复杂依赖关系。对于延性和脆性材料观察到不同情形，导致难以建立涵盖一切、能在给定条件下提供安全措施的普适理论。本文的一个核心目标是利用标度概念，对 $\ln{\tau_w}$ 的概率分布函数（pdf）实现数据坍缩。标度思想得到一个普适函数，可由这些参数在其他取值下的测量结果预测样本外系统的 $\ln{\tau_w}$ 的 pdf。标度理论的预测能力在延性和脆性系统中均得到展示。最后，我们给出了脆性材料普适标度函数的推导。延性情形似乎源于塑性颈缩失稳，留待未来研究。