应力传播减弱导致拉胀材料机械失效抗力增强

负泊松比材料具有一种反直觉特性：纵向拉伸时横向膨胀。它们因此被称为拉胀材料（auxetic），源自希腊语 auxesis，意为增加。实验研究表明，与传统材料相比，拉胀材料具有更优的材料性能。这些包括同向曲率、增强的声吸收、对材料疲劳的恢复力增强，以及机械失效抗力增强。迄今为止，后一类观察在理论上仍知之甚少。出于此动机，本工作的贡献有两点。首先，我们解析地阐明了局部塑性失效事件后应力在材料中的空间传播方式，发现拉胀材料中的应力传播相较传统材料显著减弱。由此，材料中某处发生的塑性失效事件引发邻近区域连锁塑性事件的倾向降低。其次，通过晶格弹塑性模型的数值模拟，我们证明了这种应力传播减弱的一个关键后果是机械失效抗力增强。这既体现于外部测得的屈服应变增大，也体现于塑性损伤以灾难性跨系统团簇在样品内部渗流的趋势减弱。