复杂材料中形变局部本征维数的研究
材料科学
2021-04-06 v1
摘要
我们提出一种基于局部本征维数（Local Intrinsic Dimensionality）概念的新度量 s-LID，用以识别并量化非均匀介质中的运动学模式层级。s-LID 度量一个颗粒在位移状态空间中相对于其 s 个最近邻的运动异常程度。为展示 s-LID 相对于常规应变度量的优势，我们将其应用于一组变形颗粒材料中单个颗粒运动的数据。由此揭示了若干关于破坏演化的新见解。首先，s-LID 揭示了贯穿加载历史的并发变形带层级，这些结构不仅在相对主导性上，也在空间与运动学尺度上有所不同。其次，在破坏前阶段的初期，s-LID 揭示出一组跨系统的交叉带：小 s 下的微带与大 s 下的胚胎剪切带，且前者占主导。相反，在破坏阶段，大 s 下完全形成的剪切带主导于微带。s-LID 所揭示的新模式与“微带子集聚并/或长大形成剪切带”这一因果序列的普遍认知相矛盾；相反，s-LID 表明样品在临近破坏前的形变由这些不同共存结构间的复杂共生所支配，其放大并促进了胚胎剪切带相对于微带的主导性渐进增强。第三，我们通过系统性抑制颗粒转动来探究从微带主导区到剪切带主导区的转变，发现颗粒转动是该转向剪切带主导区转变的必要促成因素；当颗粒转动被完全抑制时，该转变被阻止：微带与剪切带以相对均势共存。
引用
@article{arxiv.2104.01775,
title = {On local intrinsic dimensionality of deformation in complex materials},
author = {Shuo Zhou and Antoinette Tordesillas and Mehdi Pouragha and James Bailey and Howard Bondell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.01775},
year = {2021}
}