帶孔納米單晶銅彎拉特性的分子動力學模擬.pdf

1、本文基于納米尺度下結(jié)構(gòu)和材料力學行為的研究進展，編寫程序，利用分子動力學技術(shù)模擬了帶孔納米單晶銅的彎拉特性。研究了納米尺度下微缺陷和尺寸效應等對納米單晶銅彎拉特性的影響，發(fā)現(xiàn)并解釋了納米單晶銅不同于宏觀的性質(zhì)和規(guī)律，拓寬了對納米尺度下材料和結(jié)構(gòu)性能的理解。 對如何運用分子動力學這一原子尺度的材料模擬技術(shù)進行了系統(tǒng)深入的闡述。運用VisualC++編制了分子動力學模擬程序，通過對液態(tài)氬部分性能的模擬，對比文獻，驗證了方法的可行性與

2、程序的正確性。 應用分子動力學方法模擬了帶孔納米單晶銅懸臂梁的彎曲過程。通過一端固定另一端施加橫向作用力驅(qū)使原子運動，得到納米單晶銅懸臂梁彎曲的變形圖。對其不同于宏觀連續(xù)介質(zhì)理論的位移-載荷曲線進行分析，給出了合理的解釋。計算結(jié)果表明：納米尺度下的微缺陷對納米單晶銅懸臂梁的性能具有明顯的影響；尺寸效應和表面效應的影響，以及位錯滑移和弛豫的綜合作用，使得納米單晶銅懸臂梁在納米尺度下表現(xiàn)出與宏觀尺度下不同的力學特性。研究了不同長細比

3、的帶孔納米單晶銅懸臂梁的彎曲過程，其不同的位移-載荷曲線，表明了在納米尺度下，納米單晶銅懸臂梁的長細比對其彎曲性能有較大的影響，并且，長細比的變化，使得微缺陷的影響更加明顯。 應用分子動力學方法模擬了帶孔納米單晶銅的拉伸過程。通過端面直接施加作用力的方法求出帶孔納米單晶銅拉伸數(shù)值模擬的應力-應變關(guān)系，探討了帶孔納米單晶銅桿彈性階段獨特的拉伸性能。發(fā)現(xiàn)在納米尺度下，長細比較小的模型在初始階段表現(xiàn)出較強的彈性，但隨著應力的增加，卻更