2000 character limit reached
Dislocation Glides in Granular Media
Published 27 Oct 2024 in cond-mat.mtrl-sci and cond-mat.soft | (2410.20308v1)
Abstract: Atomic crystals with dislocations deform plastically at low stresses via dislocation glide. Whether dislocation glide occurs in macroscopic frictional granular media has remained unknown. The discrete element method is employed to simulate the structural and mechanical responses of a granular crystal with an edge dislocation. We find that dislocation glide occurs at low interparticle friction, resulting in significantly lower yield stresses than in dislocation-free crystals. Yield stress varies linearly with interparticle friction, attributed to both Peierls stress and frictional effect.
- R. Peierls, Proc. Phys. Soc. London 52, 34 (1940).
- F. R. N. Nabarro, Philos. Mag. A 75, 703 (1997a).
- F. R. N. Nabarro, Mater. Sci. Eng. A 234-236, 67 (1997b).
- B. Joós and M. S. Duesbery, Phys. Rev. Lett. 78, 266 (1997).
- B. Joós and J. Zhou, Philos. Mag. A 81, 1329 (2001).
- J. N. Wang, Acta Mater. 44, 1541 (1996).
- P. M. Anderson, J. P. Hirth, and J. Lothe, Theory of dislocations (Cambridge University Press, Cambridge, 2017).
- V. Bulatov and W. Cai, Computer Simulations of Dislocations (Oxford University Press, New York, 2006).
- N. J. Wagner, B. L. Holian, and A. F. Voter, Phys. Rev. A 45, 8457 (1992).
- W. L. Bragg, Proc. R. Soc. A 190, 474 (1947).
- W. L. Bragg and W. Lomer, Proc. R. Soc. A 196, 171 (1949).
- W. Lomer, Proc. R. Soc. A 196, 182 (1949).
- W. M. Lomer and J. F. Nye, Proc. R. Soc. A 212, 576 (1952).
- D. Vecchiolla and S. L. Biswal, Soft Matter 15, 6207 (2019).
- M. E. Rosa and M. A. Fortes, Philos. Mag. A 77, 1423 (1998).
- A. N. Karuriya and F. Barthelat, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 120, e2215508120 (2023).
- A. Panaitescu, K. A. Reddy, and A. Kudrolli, Phys. Rev. Lett. 108, 108001 (2012).
- M. Otsuki, H. Hayakawa, and S. Luding, Progr. Theoret. Phys. 184, 110 (2010).
- M. Otsuki and H. Hayakawa, Soft Matter 19, 2127 (2023).
- M. Alam and S. Luding, Phys. Fluids 15, 2298 (2003).
- A. Merkel and S. Luding, Int. J. Solids Struct. 106, 91 (2017).
- P. A. Cundall and O. D. L. Strack, Géotechnique 29, 47 (1979).
- R. D. Mindlin, J. Appl. Mech. 16, 259 (2021).
- Y. Tsuji, T. Tanaka, and T. Ishida, Powder Technol. 71, 239 (1992).
- T. Pöschel and N. V. Brilliantov, Granular Gas Dynamics (Springer Science & Business Media, 2003).
- S. Luding, Granul. Matter 10, 235 (2008).
- W. D. Callister Jr and D. G. Rethwisch, Materials science and engineering: an introduction (John wiley & sons, London, 2020).
- C. G. Robertson, R. Bogoslovov, and C. M. Roland, Phys. Rev. E 75, 051403 (2007).
- J. S. Marshall, J. Comput. Phys. 228, 1541 (2009).
- Y. N. Osetsky and D. J. Bacon, Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 11, 427 (2003).
- A. Lunev, A. Y. Kuksin, and S. Starikov, Int. J. Plast. 89, 85 (2017).
- M. P. Allen and D. J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, 2nd ed. (Oxford University Press, Oxford, 2017).
- D. J. Evans and G. P. Morriss, Statistical Mechanics of Nonequilibrium Liquids, 2nd ed. (Cambridge University Press, Cambridge, 2008).
- B. Andreotti, Y. Forterre, and O. Pouliquen, Granular Media: Between Fluid and Solid (Cambridge University Press, Cambridge, 2013).
Paper Prompts
Sign up for free to create and run prompts on this paper using GPT-5.
Top Community Prompts
Collections
Sign up for free to add this paper to one or more collections.
