拓扑约束抑制颗粒链系中的剪切局部化

entangled 颗粒系统因其减少的自由度和接触摩擦力，表现出类似致密材料的机械刚性和抗变形能力。对经典颗粒现象（如剪切局部化和塑性流动）在此类几何致密系统中如何呈现的定量理解尚不为人知。本文通过对受直接剪切测试的颗粒链系进行实验研究，揭示了这一现象。我们的实验结果表明，超过四颗粒的链系表现出显著的剪切硬化，该硬化几乎独立于施加的正应力，并伴随剪切局部化的完全抑制。长链系的体积膨胀在稳态下也并未消失。我们通过离散元法（DEM）仿真补充了这一现象学，仿真结果显示，由于颗粒局部卡阻，产生拉伸力，表现为较高的非共价配位数。这导致变形呈现极度分散的局部化区域和增强的剪切硬化。总体而言，本研究表明，颗粒链系为映射连通性约束对流动性质和机械刚性影响提供了系统化的途径。