不同加载速率下氧化铝纳米线弯曲力学行为的分子动力学研究

不同加载速率下氧化铝纳米线弯曲力学行为的分子动力学研究

采用LAMMPS软件建立弯曲加载下α-Al2O3纳米线的分子动力学(MD)模型,计算并分析不同加载速率下α-Al2O3纳米线的原子应力和应变,揭示加载速率对其弯曲力学行为的影响规律.研究结果表明:α-Al2O3纳米线在不同加载速率下的最大表面应力?转角曲线均可分为弹性变形、塑性变形和破坏3个阶段,弹性极限点可通过加、卸载循环下的曲线对称性来确定;加载速率对α-Al2O3纳米线的塑性变形影响很大,但对弹性模量影响较小;当加载速率增加时,塑性变形阶段缩短,材料更易发生脆性断裂,且弹性极限和强度极限(由直接和间接MD法确定)更加接近.MD模拟结果与改进的弯曲环路试验结果吻合良好,从而验证分子动力学建...

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Veröffentlicht in:中国有色金属学报（英文版） 2022, Vol.32 (11), p.3687-3698
Hauptverfasser: 贺宇骁, 马彬
Format: Artikel
Sprache:chi
Online-Zugang:Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:采用LAMMPS软件建立弯曲加载下α-Al2O3纳米线的分子动力学(MD)模型,计算并分析不同加载速率下α-Al2O3纳米线的原子应力和应变,揭示加载速率对其弯曲力学行为的影响规律.研究结果表明:α-Al2O3纳米线在不同加载速率下的最大表面应力?转角曲线均可分为弹性变形、塑性变形和破坏3个阶段,弹性极限点可通过加、卸载循环下的曲线对称性来确定;加载速率对α-Al2O3纳米线的塑性变形影响很大,但对弹性模量影响较小;当加载速率增加时,塑性变形阶段缩短,材料更易发生脆性断裂,且弹性极限和强度极限(由直接和间接MD法确定)更加接近.MD模拟结果与改进的弯曲环路试验结果吻合良好,从而验证分子动力学建模和计算方法的有效性.直接MD法是确定在任意加载速率下(无论发生脆性还是韧性断裂)纳米晶须弹性极限和强度极限的有效方法.
ISSN:1003-6326
DOI:10.1016/S1003-6326(22)66049-7