உருவமற்ற திடப்பொருட்களில் வெட்டு பட்டையின் ஸ்பேஸியோடெம்போரல் வரிசை

மூன்று அடிப்படை உள்ளூர் அணு இயக்கங்களின் உள்ளார்ந்த சிக்கலின் காரணமாக உருவமற்ற திடப்பொருட்களில் வெட்டு பட்டை வெளிப்படுவது பற்றிய துல்லியமான புரிதல் இன்னும் மர்மமாகவே உள்ளது: வெட்டு, விரிவாக்கம் மற்றும் சுழற்சி.

சமீபத்தில், சீன அகாடமி ஆஃப் சயின்ஸின் (IMCAS) இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் மெக்கானிக்ஸ் ஆராய்ச்சியாளர்கள், மிகவும் சிக்கியுள்ள வெட்டு, விரிவு மற்றும் சுழற்சி ஓட்ட அலகுகளை துண்டித்தல் மற்றும் அளவுகோலாக வகைப்படுத்துவதன் மூலம் உருவமற்ற திடப்பொருளில் உள்ள வெட்டு பட்டையின் இடஞ்சார்ந்த வரிசையை வெளியிட்டனர்.

முடிவுகள் இயற்பியல் ஆய்வு ஆராய்ச்சியில் வெளியிடப்பட்டன.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு புதிய கோட்பாட்டு நெறிமுறையை முன்மொழிந்தனர், அதாவது இரண்டு-கால சாய்வு (TTG-Two Term Gradient) மாதிரி, இது ஒழுங்கற்ற பொருட்களில் பிளாஸ்டிக் நடத்தையை நிரூபிக்க உருமாற்றத்தின் அஃபைன் மற்றும் அஃபைன் அல்லாத கூறுகளை உள்ளடக்கியது.

இந்த கலவையானது வழக்கமான, தூய அஃபைன் அல்லது அஃபைன் அல்லாத மாதிரியைத் தாண்டி உள்ளார்ந்த சிதைவு புலத்தின் விரிவான மற்றும் மிகவும் பயனுள்ள விளக்கத்தை அளிக்கிறது.

இந்த கோட்பாட்டு கட்டமைப்பின் அடிப்படையில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் மிகவும் சிக்கியுள்ள வெட்டு, விரிவாக்கம் மற்றும் சுழற்சி நிகழ்வுகளை டிகோட் செய்தனர். எனவே, முன்னோடியில்லாத இடஞ்சார்ந்த மற்றும் தற்காலிகத் தீர்மானத்துடன், புதிதாக வரையறுக்கப்பட்ட வெட்டு-ஆதிக்க மண்டலங்கள் (SDZ- shear-dominated zones), விரிவாக்கம்-ஆதிக்கம் செலுத்தும் மண்டலங்கள் (DDZ- dilatation-dominated zones) மற்றும் சுழற்சி-ஆதிக்கம் செலுத்தும் மண்டலங்கள் (RDZ- rotation-dominated zones) ஆகியவற்றின் செயல்பாட்டுக் கையாளுதலாக பிளாஸ்டிக் நடத்தை விரிவாக நிரூபிக்கப்படலாம்.

இந்த மூன்று-அலகு அணு விளக்கத்தைத் தொடர்ந்து, தொடக்கத்தில் ஒத்திசைவான இயக்கம் முதல் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட வெட்டு பட்டையின் தொடக்கம் வரை உள்ளுணர்வு இயற்பியல் படம் வெளியிடப்பட்டது, இது கிளாசிக்கல் பெர்கோலேட்டிங் கோட்பாட்டிற்கு ஒத்த முக்கியமான சக்தி-சட்ட அளவிடுதல் தன்மையுடன் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட பிளாஸ்டிக் பகுதிகளின் ஊடுருவல் செயல்முறையாக வெளிப்படுகிறது.

இந்த கண்டுபிடிப்புகள் ஒழுங்கற்ற பொருட்களில் பிளாஸ்டிக் நடத்தையைப் புரிந்துகொள்வதற்கான நுண்ணறிவுகளை வழங்குகின்றன.

References:

• Yang, Z. Y., Wang, Y. J., & Dai, L. H. (2022). Hidden spatiotemporal sequence in transition to shear band in amorphous solids. arXiv preprint arXiv:2202.10657.
• Priezjev, N. V. (2020). Spatiotemporal analysis of nonaffine displacements in disordered solids sheared across the yielding point. Metallurgical and Materials Transactions A, 51(7), 3713-3720.
• Nicolas, A., Rottler, J., & Barrat, J. L. (2014). Spatiotemporal correlations between plastic events in the shear flow of athermal amorphous solids. The European Physical Journal E, 37(6), 1-11.
• Klaumünzer, D., Maaß, R., & Löffler, J. F. (2011). Stick-slip dynamics and recent insights into shear banding in metallic glasses. Journal of materials research, 26(12), 1453-1463.
• Richard, D., Ozawa, M., Patinet, S., Stanifer, E., Shang, B., Ridout, S. A., & Manning, M. L. (2020). Predicting plasticity in disordered solids from structural indicators. Physical Review Materials, 4(11), 113609.