固体不可逆变形的能力，即塑性变形，对人类非常重要。然而，我们对非晶态和严重位错固体的塑性变形的物理学的基本理解相当有限。这些领域的最终理论挑战是为非晶态和严重位错的固体建立运动的动力学方程——类似于纳维尔-斯托克斯方程。基于对非晶态材料理解的进步，通过详细的实验和计算机模拟，我们最近扩展了原始的剪切转换区(STZ)理论，使其符合上面讨论的内变量、有效温度非平衡热力学。此外，我们最近探索了这一热力学框架对严重错位多晶固体应变硬化理论的影响。
一个水平集模拟连续变形杆经历颈失稳，使用剪切转换区(STZ)理论。颜色代码表示有效温度的大小，可以量化局部结构紊乱的程度。破坏前剪切带的出现是明显的。
图表由哈佛大学克里斯·莱克罗夫特提供。
在结构松弛程度较高的玻璃(左面板)和结构松弛程度较低的玻璃(右面板)中，由有效构型温度量化的加载裂纹缺口尖端附近无序的空间分布的比较。在左侧可以清楚地观察到导致缺口韧性降低的局部化过程。
理论结果有助于理解实验观察到的大块金属玻璃由退火诱导的韧脆转变类型。
选定的出版物
- 金属玻璃的断裂韧性揭示了机械玻璃的转变
凯凯夫，陈伟，王宏，达叶，范敏，G. Pereira，施瓦茨，刘震，R. Yamada, W. Dmowski, M. D. Shattuck, C. S. O 'Hern, T. Egami, E. Bouchbinder, J. Schroers
自然学报9,3271 (2018) - 弹粘塑性材料的颈缩不稳定性
A.莫里尔，E.布奇宾德
理论物理。修订版资料2,073602 (2018)arXiv: 1804.04369 - 玻璃的缺口断裂韧性:取决于速率、年龄和几何形状
M. Vasoya, C. H. Rycroft, E. Bouchbinder
理论物理。Rev. Applied 6,024008 (2016)arXiv 1601.02585 - 非晶材料的变幅振荡剪切响应
N. Perchikov, E. Bouchbinder
理论物理。修订E, 89 062307(2014)。arXiv 1404.3399 - 金属玻璃的断裂韧性:退火致脆
C. H.莱克罗夫特，E.布奇宾德
理论物理。《科学通报》109,194301(2012)。arXiv: 1207.4216