通过屈服上下二维阻塞悬浮液中粒子动力学量化塑性
软凝聚态物质
2021-08-09 v1 流体动力学
摘要
非晶材料的失效以耗散的出现为特征。然而，粒子动力学、耗散与整体材料流变学之间的联系尚未阐明。此处，我们采用一种将轨迹与屈服关联的新方法，使用定制构建的界面应力流变仪，可在追踪经历循环剪切的粒子轨迹的同时测量致密无热悬浮液微观结构的剪切模量（G',G''）。我们发现，随着系统从远低于屈服到远高于屈服的受应力，粒子轨迹所覆盖的总面积增加。轨迹可分为三类：可逆弹性路径；可逆塑性路径，与平滑极限环相关；不可逆塑性路径，其中粒子不返回原始位置。我们发现，在屈服以上，可逆塑性轨迹主要出现在靠近剪切表面处，而可逆弹性路径在靠近静止壁处更显著。粒子从表现为固体到表现为液体的这种空间转变是“熔化前沿”的特征，观察到其随应变增加向壁移动。我们引入一种基于粒子轨迹的塑性耗散无量纲度量，其在屈服上下均与应变幅值线性标度，并在流变屈服点处为1。令人惊讶的是，该关系在三个不同无序程度的体系中均成立。
引用
@article{arxiv.2004.07775,
title = {Quantification of plasticity via particle dynamics above and below yield in a 2D jammed suspension},
author = {K. L. Galloway and D. J. Jerolmack and P. E. Arratia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.07775},
year = {2021}
}