滞回:hystersis ,, 系统在力作用下经历负载、卸载过程的能量消耗,可以用来表征材料的恢复能力,滞回越小,恢复越快。
残余应变:residual strain ,经卸载过程,外力F=0时,没有恢复的应变。残余应变说明材料在应变增加过程中,一些形变是非弹性的。
马林斯效应:又叫应力软化现象,材料经历负载、卸载过程,再次负载时,沿前一次卸载曲线返回,相同应变能达到的应力变小的现象。
在样本断裂前,拉伸到特定应变,然后释放到应力=0,弛豫,记录应变随时间的变化, 对力-应变曲线包围的区域积分,得到滞回(hystersis) ΔW【1】:系统在力作用下经历负载卸载过程的能量的耗散,是对损伤恢复程度的一种度量,可以表征变形过程,不可逆过程(例如,键的破裂带来的结构损伤)的作用大小或者说贡献。下图a,b 可看出,逆锁键网络的滞回相比滑移键的更小,不可逆过程的贡献更小。

Figure 2. 负载,卸载过程中,力-应变曲线(a,b)和应变随时间的变化(c,d)滑移键网络有着更大的滞回和残应变,因此逆锁键网络比滑移键网络有着更强的恢复能力[2]
马林斯效应【3】是存在于填充橡胶中的一种特别力学响应,也可以被叫做stress softening phenomenon。它的特点是应力—应变曲线取决于前一次拉伸过程的最大负载。这个现象,是由在赫特福德Adbul Razak Research Centre工作的Mullins 发现的。在多数情况下,它可以被理想化成应力—应变曲线的瞬时的不可逆的软化,而且只要负载增加超过之前所有的负载最大值就会出现。它的现象如图2所示。

Figure 2. 简单拉伸的加载-负载曲线(马林斯效应,mullins effect)
Figure 2 stress (t)-strain (𝜆) 展示的是在循环简单拉伸过程中,马斯林效应的主要特点。它是马斯林效应的理想情况,实际上卸载过程是会有残余应变(residual strain)和滞回(hystersis)。
考虑第一次负载,从初始态a出发,拉伸到b′点结束,经路径abb′,接着从b′ 点经路径b′Ba卸载 。这时再次从a出发加负载会沿着路径aBb′返回, 同时如果继续拉伸,将经过路径b′c。它是和没有卸载情况下的初次加载的路径abb′cc′d重合的。如果经路径b′c ,停在了c′ ,然后卸载,经路径c′Ca ,重新加载会沿着aCc′返回。如果没有进一步拉伸超过c′点,曲线aCc′将代表材料的力学响应特征,即它是弹性的。拉伸超过c‘,情况会和之前一样,沿着初次加载曲线延伸。很明显,卸载曲线相对初始负载曲线有一个应力软化,即相同应变𝜆 (aBb′ 或者 aCc′ 曲线的)应力t 是小于 初次加载abb′cc′d 的。
在微观层次上,应力软化(马林斯效应)一般被解释为是由于加载过程造成的材料损伤。例如,填充物和橡胶分子链之间的键断裂。因为这些链连接的长度不一,它们在不同的应变下断开,因此宏观上变形过程造成的损伤可以被视作连续发生。于是,从初次负载曲线上的任意点卸载,应力软化都是非常明显的。损害随着初始路径上应变(或者应力)的增加而增加。当卸载发生时,仅有能产生损害的应力才能用来维持任意给定的次极大应变的。这一点也在卸载路径和再次负载在相同路径上所反映。另一个等价的说法是,要求造成损害的能量是不可恢复的,即卸载曲线和负载曲线之间的面积,例如曲线abb′ 和 aBb′ 的面积(负载到b)【4】
【1】Iyer, Balaji VS, et al. "Strain recovery and self-healing in dual cross-linked nanoparticle networks." Polymer Chemistry 4.18 (2013): 4927-4939.
【2】Iyer, Balaji VS, Victor V. Yashin, and Anna C. Balazs. "Harnessing biomimetic catch bonds to create mechanically robust nanoparticle networks." Polymer 69 (2015): 310-320.APA
【3】https://en.wikipedia.org/wiki/Mullins_effect
【4】Ogden R W, Roxburgh D G. A pseudo–elastic model for the Mullins effect in filled rubber[J]. Proceedings of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 1999, 455(1988): 2861-2877.