納米單晶銅桿拉伸實(shí)驗(yàn)的分子動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)從原子、分子層次對(duì)材料微細(xì)觀力學(xué)行為進(jìn)行分析，有助于從深層次解決實(shí)際工程中遇到的問(wèn)題，對(duì)實(shí)踐具有重要的意義。 本文主要應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)理論模擬納米單晶銅桿的拉伸過(guò)程，研究納米尺度下材料的力學(xué)性能變化情況。本文選用鑲嵌原子勢(shì)函數(shù)，推導(dǎo)了該勢(shì)函數(shù)下原子間的作用力公式，并繪出單晶銅兩個(gè)原子之間的勢(shì)函數(shù)及作用力的曲線圖。運(yùn)用Verlet數(shù)值積分算法，溫度控制采用速度標(biāo)定法，相應(yīng)地用VC++語(yǔ)言編制程序，從而建立、計(jì)算、分

2、析模型。首先研究了模型在自由弛豫過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)能、勢(shì)能和平均應(yīng)變的變化情況，隨著時(shí)間的變化，分布在晶格點(diǎn)陣上的原子受到原子間作用力的影響開(kāi)始自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)原子逐漸趨于平衡位置時(shí)，其系統(tǒng)動(dòng)能、勢(shì)能、平均應(yīng)變也相應(yīng)地趨于一個(gè)穩(wěn)定值。然后對(duì)模型施加外部載荷，具體采用對(duì)端面原子直接加力的方法研究拉伸過(guò)程中系統(tǒng)參量的變化情況，給出拉伸過(guò)程中原子位形的演化情況。外載荷做功使得系統(tǒng)勢(shì)能逐漸增加，模型發(fā)生破壞時(shí)，原子鍵斷裂，能量耗散，則系統(tǒng)總勢(shì)能突然降低