去除单根键可提高弹性网络的韧性
软凝聚态物质
2025-07-21 v1 材料科学
摘要
我们研究了单根键的移除如何影响三角形弹性网络的断裂行为，系统性地变化被移除键的位置。我们的仿真显示，键的移除对断裂能量具有两种对立的影响：一种是裂纹萌生的断裂能，另一种是整个网络失效的断裂能。单根缺失的键要么降低，要么提高裂纹萌生的断裂能，这取决于其相对于裂纹尖端位置的放置。相反，整个网络失效的断裂能始终等于或大于完美网络的断裂能。对于大多数初始放置的缺失键，裂纹路径保持直线，且增加的失效断裂能结果是由于在局部断裂阻力最大点处的阻断。当裂纹偏离直线路径时，我们观察到更高的断裂能，这我们归因于裂纹桥接。这种额外的韧性机制仅在弹簧的低失效应变下才会激活；在较高的失效应变下，裂纹路径倾向于保持直线。总体而言，我们的结果表明，即使是单根键的移除也能显著提高韧性，这为理解聚合物网络中缺陷的作用并指导设计高韧性掩体材料提供了基本见解。
引用
@article{arxiv.2507.13806,
title = {Less is more: removing a single bond increases the toughness of elastic networks},
author = {Antoine Sanner and Luca Michel and Alessandra Lingua and David S. Kammer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.13806},
year = {2025}
}