在目前的工程材料科學(xué)中,金屬材料的周期疲勞破壞是主要破壞方式,而金屬材料的微觀納米研究很有可能在金屬疲勞破壞領(lǐng)域取得較大進(jìn)展并進(jìn)一步通過納米材料的研究改善金屬材料的力學(xué)性質(zhì),并有可能為高性能工程金屬材料提供新思路。本論文采用分析型EAM嵌入勢函數(shù)和速度控溫法控溫方法,通過分子動力學(xué)方法模擬,研究了單晶,孿晶納米銅在周期性載荷條件下所表現(xiàn)的力學(xué)性質(zhì)。單晶納米銅在單軸周期性拉伸加載條件下,沿z軸方向,三種不同晶向等速率下進(jìn)行分子動力學(xué)模擬計算實驗,旨在從微觀層面研究在周期性拉伸加載與非周期性拉伸加載下,單晶納米銅的拉伸應(yīng)力以及其他力學(xué)性能的展現(xiàn)。在模擬計算后,我們比較了在周期性加載下與非周期加載下體現(xiàn)出的不同的力學(xué)現(xiàn)象以及各自展現(xiàn)的特性,并對不同周期等速率加載條件下的計算結(jié)果進(jìn)行分析和研究發(fā)現(xiàn),單晶納米銅在不同周期加載條件下展現(xiàn)出的最大屈服應(yīng)力不相同,其各自的半周期步數(shù)將影響其疲勞應(yīng)力峰值以及后續(xù)破壞應(yīng)力值,換言之,當(dāng)單晶納米銅材料在周期性加載條件下加載時,其力學(xué)特性并非同等速率非周期加載下一樣穩(wěn)定。而后進(jìn)行了孿晶納米銅在相同的非周期加載條件下的模擬計算,并與單晶納米銅在周期條件下所展現(xiàn)的...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.3蛙跳算法求算過程圖

所以略去高次項，整個體系粒子的歷遍位置、速度都可以用圖2.3所示的Leap-frog法求算示意圖得出。圖2.3蛙跳算法求算過程圖（3）校正預(yù)測算法

圖3.1(a)單晶納米銅立方不同晶向圖

然后進(jìn)行核心程序模擬，而后利用運算模塊對之前運算生成的核心計算模擬結(jié)果選擇性地分析處理，并且將分子動力學(xué)核心運算結(jié)果的數(shù)據(jù)線性化處理，以便后續(xù)對單晶或?qū)\晶納米銅六面體進(jìn)行定性的分析。最后打開后處理程序?qū)⒔Y(jié)果可視化，觀察分析處在動態(tài)模擬中的納米銅六面體，并得出分析結(jié)果。3.2研究....

圖3.1(b)單晶納米銅不同軸向尺寸示意圖

圖3.1(b)單晶納米銅不同軸向尺寸示意圖圖3.1(a)所示分別在z軸上沿[100]晶向、[110]晶向以及[111]晶向的正視面。如圖3.1(b)所示為銅納米六面體的尺寸在x-y-z軸順序長度分別為：5a×5a×5a、5a×5a×10....

圖3.2[100]晶向無周期拉伸加載下的應(yīng)力應(yīng)變曲線

向的拉伸載荷施加初始階段，納米銅立方原子體系的Strain-Stress關(guān)系基據(jù)材料力學(xué)理論計算其楊氏模量。在體系的彈性階段，模擬很快便完成最大值，而后單晶納米銅立方體系開始進(jìn)入屈服階段。本論文在此定義達(dá)到峰值的點即為銅納米立方的屈服值。表3.1所示(表中E表示彈性模....

本文編號：3905203