白清顺童振梁迎春陈家轩王治国
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00266
对圆形、方形截面形状的单晶Cu纳米杆拉伸变形过程进行了分子动力学模拟. 通过中心对称参数方法并结合位错形核理论分析了截面形状、截面面积和长细比对纳米杆拉伸力学特性的影响, 研究了单晶Cu纳米杆拉伸力学特性的尺寸依赖性. 结果表明: 首次屈服后, 纳米杆在“位错形核-位错延伸与滑移-晶格原子交叉滑移”的交替循环作用机制下, 产生塑性变形; 截面形状对纳米杆拉伸变形的初始塑性影响较小, 而对纳米杆拉伸力学特性的影响较大; 随着截面面积的增大, 两种截面形状的纳米杆都出现首次屈服点提前,屈服应力减小和弹性模量增大的现象; 与方形截面形状纳米杆相比, 圆形截面形状纳米杆的屈服应力的变化率较小, 其弹性模量的变化率较大; 当截面面积增大到500 nm2后, 两种截面形状纳米杆的弹性模量趋于稳定, 其值接近理论值84 GPa. 加大仿真规模后, 长细比对纳米杆的拉伸力学特性略有影响.
关键词:
分子动力学
,
tension
,
nano–ro
,
islocation nucleation
,
mechanical properties
