單晶Cu納米桿拉伸力學特性的尺寸依賴性模擬

編號：NMJS00162

篇名：單晶Cu納米桿拉伸力學特性的尺寸依賴性模擬

作者：白清順; 童振; 梁迎春; 陳家軒; 王治國;

關鍵詞：分子動力學; 拉伸; 納米桿; 位錯形核; 力學特性;

機構： 哈爾濱工業(yè)大學機電工程學院;

摘要： 對圓形、方形截面形狀的單晶Cu納米桿拉伸變形過程進行了分子動力學模擬.通過中心對稱參數(shù)方法并結合位錯形核理論分析了截面形狀、截面面積和長細比對納米桿拉伸力學特性的影響,研究了單晶Cu納米桿拉伸力學特性的尺寸依賴性.結果表明:首次屈服后,納米桿在位錯形核-位錯延伸與滑移-晶格原子交叉滑移的交替循環(huán)作用機制下,產生塑性變形;截面形狀對納米桿拉伸變形的初始塑性影響較小,而對納米桿拉伸力學特性的影響較大;隨著截面面積的增大,兩種截面形狀的納米桿都出現(xiàn)首次屈服點提前,屈服應力減小和彈性模量增大的現(xiàn)象;與方形截面形狀納米桿相比,圓形截面形狀納米桿的屈服應力的變化率較小,其彈性模量的變化率較大;當截面面積增大到500nm~2后,兩種截面形狀納米桿的彈性模量趨于穩(wěn)定,其值接近理論值84GPa.加大仿真規(guī)模后,長細比對納米桿的拉伸力學特性略有影響.