通过准静态高斯相位包预测二维二氧化硅玻璃的温度相关失效与转变区
无序系统与神经网络
2025-07-21 v1 材料科学
摘要
非热准静态(AQS)方法是研究无序系统力学行为的强大技术。然而,其适用性仅限于热激活不太可能发生的近零温度。在这项工作中,我们将 AQS 方法扩展到有限温度,其基于一种在准静态条件下将原子描述为相空间中温度相关高斯包的公式,因此等效于最小自由能条件。该框架用于研究在单轴拉伸载荷下接近准静态条件的非晶二维二氧化硅玻璃中温度对非弹性起始和断裂的影响。该公式的一个重要特征是每个高斯包在构型空间中的方差具有方向依赖性,使得该公式能够廉价且准确地预测在未变形状态下以及(随着精度提高)在变形过程中易于发生原子尺度重排的区域。该方法还表明能够准确捕获无序材料的热膨胀。此外,将 GPP 描述与 Metropolis 抽样相结合,预测了温度对材料断裂起始的影响,并通过低至 s 应变率下的 MD 模拟进行了验证。因此,所提出的框架为研究有限温度下无序材料的非线性力学以及在没有昂贵的 MD 模拟的情况下高效预测无序固体中的局部重排区域提供了一种有价值的技术。
引用
@article{arxiv.2507.13960,
title = {Predicting temperature-dependent failure and transformation zones in 2D silica glass through quasistatic Gaussian Phase Packets},
author = {Miguel Spínola and Shashank Saxena and Franz Bamer and Dennis M. Kochmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.13960},
year = {2025}
}
备注
22 pages, 10 figures