动态断裂
固体承受机械力的能力是它们的基本特性之一。当一个固体被外部加载时,它的整体能量会通过破碎而减少,即通过创造新的自由表面而不是继续存储机械能。这些破坏过程的主要载体是裂纹,这是非平衡传播耗散结构。裂缝是在极端条件下探测材料行为的“天然实验室”,因为它们的尖端集中了接近数学奇点的应力和应变。此外,裂纹扩展涉及许多相互作用的时间和长度尺度,从大尺度的线弹性强迫到小尺度的强非线性和裂纹尖端附近的耗散。
固体承受机械力的能力是它们的基本特性之一。当一个固体被外部加载时,它的整体能量会通过破碎而减少,即通过创造新的自由表面而不是继续存储机械能。这些破坏过程的主要载体是裂纹,这是非平衡传播耗散结构。裂缝是在极端条件下探测材料行为的“天然实验室”,因为它们的尖端集中了接近数学奇点的应力和应变。此外,裂纹扩展涉及许多相互作用的时间和长度尺度,从大尺度的线弹性强迫到小尺度的强非线性和裂纹尖端附近的耗散。
摩擦界面的物理是物理、生物、工程和地球物理系统的核心,从爬行细胞到地震断层。然而,当两个可变形的宏观物体相对于另一个物体移动时,对界面摩擦本构律和时空动力学的基本理解目前还缺乏。此外,新的实验室和地球物理观测揭示了新的摩擦现象,如缓慢破裂,这些现象还没有得到很好的理解。在更基本的层面上,摩擦界面提出了关于强烈非平衡物理和低维物体在物理系统宏观响应中所扮演的角色的基本问题。
结构玻璃二维计算机模型中低能准定域激励的空间分布。每个激发的位置可以通过大位移(长箭头)的集中来检测,这也清楚地揭示了玻璃化的定位长度。有关此主题的更多信息,请参见结构玻璃中的低能准定域激发。
我们全身的细胞不断地与它们的微环境相互作用。虽然生物化学交流已经被广泛研究了很长时间,但机械相互作用的重要性(即细胞应用、感知和响应力的能力)直到最近才被认识到。精确的力学条件,从亚细胞水平到器官规模,对组织发育、功能、重塑和愈合至关重要。然而,理解活细胞对机械信号反应的机制和过程的确切性质——细胞机械敏感性——在很大程度上仍然是一个基本的开放问题。