納米金屬材料的力學(xué)性能及變形機制一直是材料領(lǐng)域的研究熱點,尤其是關(guān)于晶粒尺寸對材料的強度及塑性的影響的研究。一般而言,細化晶粒能夠使材料強度增高,但材料的延展性會極大的降低。工程結(jié)構(gòu)材料的理想性能往往是具有高強度和高塑性的,然而強度與塑性通常不可兼得。塑性較好的材料強度往往很低,而具有較高強度的材料其塑性很差。納米金屬材料是典型的高強材料,其強度比粗晶金屬高一個量級,但延展性幾乎為零;而粗晶金屬延展性較好,但強度不高。如何提高納米金屬的拉伸塑性變形能力成為材料領(lǐng)域的一項重大難題。材料的微觀結(jié)構(gòu)和成分含量對材料的宏觀力學(xué)性能起決定性作用。梯度材料的組成、結(jié)構(gòu)連續(xù)變化,內(nèi)部沒有明顯界面,性質(zhì)連續(xù)變化。有研究發(fā)現(xiàn),梯度納米金屬既具有較高的屈服強度,同時其延展性也非常好。因此對梯度材料相關(guān)性能研究就很有意義。計算機模擬發(fā)展迅速,已成研究材料性能的一種有效方法。本文采用分子動力學(xué)方法研究了梯度納米晶銅及梯度銅鎳合金的力學(xué)性能。首先,應(yīng)用分子動力學(xué)方法模擬納米晶Cu及梯度納米晶Cu在單向拉伸應(yīng)變載荷下的的力學(xué)性能與微觀結(jié)構(gòu)變化過程。模擬結(jié)果表明,梯度納米晶Cu的屈服強度及拉伸塑性變形能力比納米晶C...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 納米晶體材料概述
    1.2 梯度材料
    1.3 晶體位錯及界面相關(guān)理論概述
    1.4 納米晶Cu、Ni及Cu/Ni合金分子動力學(xué)研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究思路及意義
第2章 分子動力學(xué)方法
    2.1 引言
    2.2 分子動力學(xué)基本原理
        2.2.1 分子動力學(xué)模擬的步驟
        2.2.2 有限差分方法
        2.2.3 原子間的相互作用勢
        2.2.4 系綜
    2.3 系綜調(diào)節(jié)方法
        2.3.1 控溫技術(shù)
        2.3.2 控壓技術(shù)
    2.4 邊界條件
    2.5 分析方法
        2.5.1 中心對稱參數(shù)法
        2.5.2 局部晶序法
    2.6 模擬軟件簡介
    2.7 小結(jié)
第3章 粒徑梯度變化的納米晶Cu力學(xué)性能
    3.1 引言
    3.2 模型建立及模擬過程
        3.2.1 模型建立
        3.2.2 模型過程
    3.3 不同晶粒尺寸納米晶Cu拉伸模擬
    3.4 梯度納米晶Cu拉伸模擬
    3.5 本章小結(jié)
第4章 Ni含量梯度變化的納米晶Cu/Ni合金拉伸模擬
    4.1 引言
    4.2 模擬方法
        4.2.1 模型建立
        4.2.2 模擬過程
    4.3 垂直于濃度梯度方向拉伸模擬
    4.4 平行于濃度梯度方向拉伸模擬
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：3764745