Mapa de elasticidade local e plasticidade em um modelo de vidro Lennard-Jones

Neste trabalho, calculamos os módulos elásticos locais em um vidro Lennard-Jones bidimensional levemente polidisperso que sofre uma deformação de cisalhamento quasistática a zero grau Celsius. O método numérico utiliza expressões microscópicas de grão grosso para os campos de deformação, deslocamento e tensão. Este método nos permite calcular o tensor de elasticidade local e quantificar a diferença em relação à elasticidade linear (lei deHooke local) em diferentes escalas de grão grosso. A partir dos resultados, emerge uma imagem clara de um material amorfo com módulos elásticos heterogêneos espacialmente que ao mesmo tempo satisfaz a lei de Hooke em escalas maiores que uma escala de comprimento característica da ordem de cinco distâncias interatômicas. Nessa escala, o vidro aparece como um material composto por uma estrutura rígida e zonas suaves. Calculada recentemente em materiais não homogêneos, a estrutura elástica local desempenha um papel crucial na resposta elastoplástica do material amorfo. Para uma pequena deformação de cisalhamento macroscópico, as estruturas associadas ao campo de deslocamento não afim aparecem diretamente relacionadas à estrutura espacial dos módulos elásticos. Além disso, para uma deformação de cisalhamento macroscópico maior, mostramos que zonas de baixo módulo de cisalhamento concentram a maior parte da deformação na forma de rearranjos plásticos. A evolução espaço-temporal deste mapa de elasticidade local e sua conexão com a heterogeneidade dinâmica de longo prazo, bem como com a plasticidade no material, é quantificada. A possibilidade de usar este parâmetro local como um preditor da subsequente atividade plástica local também é discutida.