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基于分子动力学方法对含预制裂纹石墨烯进行扶手椅向拉伸断裂模拟。使用连续介质理论结合分子动力学计算石墨烯能量释放率,确定石墨烯能量释放率GIC为10.25 J/m2;应力强度因子KIC为 3.33MPam^1/2。进一步对影响石墨烯裂纹扩展速率的因素-初始裂纹长度与加载速率进行讨论。结果表明：裂纹初始长度与加载率会在一定程度上影响石墨烯中裂纹扩展速率。裂纹扩展速率会随着初始裂纹长度的增加而降低;但随着初始裂纹长度的增加,裂纹扩展速率对其敏感度降低。裂纹扩展速率会随着加载率的升高而增大。 初始裂纹长度与加载率对裂纹扩展速率的影响有一定的关联性,加载率的升高会降低裂纹扩展速率对初始裂纹长度变化的敏感度。在此基础上确定了石墨烯中裂纹扩展极限速率为8350 m/s。关联性,加载率的升高会降低裂纹扩展速率对初始裂纹长度变化的敏感度。在此基础上确定了石墨烯中裂纹扩展极限速率为8350 m/s。 相似文献
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剪切转变区(shear transformation zone, STZ)作为金属玻璃塑性事件的一个基本特征单元,已被研究者们逐渐接受,但STZ产生的机制和来源仍具争议.本文采用分子模拟方法对Cu64Zr36金属玻璃在受简单剪切加载时的变形行为展开了研究.结果表明,体系的初始构型与加载后STZ的产生是相关的.虽然原子体积场及其梯度可以用来有效表征金属玻璃中局部原子构型的非均匀性,但它们与STZ产生的区域没有直接明显的对应关系.基于此,提出一个新的局域结构参数ξ来用于金属玻璃中STZ产生区域的预测,它由两部分构成:原子体积场的拉普拉斯算子和体积场梯度分量的绝对差值.原子体积场的拉普拉斯算子为负且绝对值较大时,体积场梯度向量呈现向内指的分布特征,代表体系中的局域软区;而体积场梯度分量的绝对差值则用于遴选体积场梯度不同的分布模式.进一步地,建立了该结构参数与非仿射位移和剪切局部化三者关系,发现特定的体积场梯度向量分布模式,将导致局部剪切增强的非仿射位移场,从而更容易诱发STZ的形成.相关性分析表明,该参数与STZ区域平均相关性高于78%,因此,该参数能有效用于金属玻璃剪切转变区的预测,且运用拉普拉斯算子的思想有望应用于金属玻璃力学行为的理论分析. 相似文献
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剪切转变区(shear transformation zone, STZ)作为金属玻璃塑性事件的一个基本特征单元, 已被研究者们逐渐接受,但STZ产生的机制和来源仍具争议. 本文采用分子模拟方法对 Cumetallic glasses,shear transformation zones,nonaffine displacements,atomic volume,molecular simulation, 1)国家自然科学基金(11790292);国家自然科学基金(11672298);国家自然科学基金(11432014);中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB22040501) 2019-12-24 2020-04-10 剪切转变区(shear transformation zone, STZ)作为金属玻璃塑性事件的一个基本特征单元, 已被研究者们逐渐接受,但STZ产生的机制和来源仍具争议. 本文采用分子模拟方法对 Cu$_{64}$Zr$_{36}$金属玻璃在受简单剪切加载时的变形行为展开了研究. 结果表明,体系的初始构型与加载后STZ的产生是相关的. 虽然原子体积场及其梯度可以用来有效表征金属玻璃中局部原子构型的非均匀性, 但它们与STZ产生的区域没有直接明显的对应关系. 基于此, 提出一个新的局域结构参数 $\xi $ 来用于金属玻璃中STZ产生区域的预测,它由两部分构成: 原子体积场的拉普拉斯算子和体积场梯度分量的绝对差值. 原子体积场的拉普拉斯算子为负且绝对值较大时, 体积场梯度向量呈现向内指的分布特征, 代表体系中的局域软区; 而体积场梯度分量的绝对差值则用于遴选体积场梯度不同的分布模式. 进一步地,建立了该结构参数与非仿射位移和剪切局部化三者关系, 发现特定的体积场梯度向量分布模式, 将导致局部剪切增强的非仿射位移场, 从而更容易诱发STZ的形成. 相关性分析表明,该参数与STZ区域平均相关性高于78%, 因此, 该参数能有效用于金属玻璃剪切转变区的预测,且运用拉普拉斯算子的思想有望应用于金属玻璃力学行为的理论分析. 相似文献
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