单晶Cu纳米杆拉伸力学特性的尺寸依赖性模拟

摘要：

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世增大的现象;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;当截面面积增人到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、拉伸、纳米杆、位错形核、力学特性

所属期刊栏目：46

分类号：TG113.25;TB303(金属学与热处理)

资助基金：国家杰出青年科学基金50925521;国家自然科学基金50705023;哈尔滨工业大学科研创新基金HIT.NSRIF.2009012;黑龙江省自然科学基金E200903

在线出版日期：2011-01-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1173-1180