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分子动力学模拟金属纳米杆 总被引:1,自引:1,他引:1
纳米结构(包括纳米杆)的力学性能是纳米超微型器件设计的基础,分子动力学是研究纳米结构力学为的有效方法,采用EAM势模拟金属铜纳米杆在轴向压力作用下的力学行为,结果表明,当外力较小时,纳米杆受压发生纵向收缩;当外力达到某一临界值时,纳米杆发生横向弯曲(即屈曲)行为;稳定的弯曲状态能继承受外载,当外力继续增大时,纳米杆发生倾覆而失效。 相似文献
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本文利用分子动力学计算机模拟方法,研究了稠密态双原子分子振动-平动弛豫速率与分子离解能、密度和温度的关系。发现振动弛豫速率随着分子离解能的增高而下降。这一现象与由光谱数据得到的结果是一致的。它可以用振动频率的下降来解释;分子振动弛豫速率随密度增大而加快,在我们所作的范围内,似乎看不到弛豫速率与温度有关。 相似文献
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本文使用分子动力学软件包lammps并采用第二近邻改进型嵌入原子法(2NN MEAM)模拟了单晶氮化钛纳米杆的轴向拉伸破坏过程,分析了分别沿[100]、[111]晶向的不同截面尺寸、不同拉伸应变率、不同温度下的氮化钛纳米杆的力学性能,详细描述了氮化钛纳米杆拉伸变形过程。研究发现, 拉伸晶向、截面尺寸、拉伸应变率及温度均会对TiN纳米杆的拉伸变形过程及屈服强度、弹性模量等力学性能产生不同程度的影响。 沿[100]晶向的拉伸,截面尺寸越大,屈服强度越低;而沿[111]晶向,截面尺寸越大,屈服强度越大。应变率越大,屈服强度及屈服应变越大,但对于弹性模量几乎无影响。温度越高,材料的屈服强度、屈服应变及弹性模量越小,断裂应变越大。不同拉伸条件下的氮化钛纳米杆的拉伸过程均包括弹性变形、塑性变形与断裂阶段。[100]晶向的弹性模量都要高于[111]晶向。 相似文献
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分子沉积膜纳米压痕过程的分子动力学模拟 总被引:2,自引:0,他引:2
在利用联合原子模型并考虑静电力作用的基础上,采用分子动力学模拟方法研究了金探针作用下分子沉积膜的纳米压痕过程,并对其纳米力学行为进行了理论分析.结果表明,分子沉积膜在探针压下过程中出现了明显的接触跳跃现象,探针下面的膜的分子倾角和法向载荷呈现出相同的滞后趋势,这可能是探针和分子沉积膜之间粘着力作用的结果. 相似文献
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自组装膜纳米压痕的分子动力学模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
研究了金探针对沉积在金 (111)表面的 CH3 (CH2 ) 1 5S自组装膜的纳米压痕的分子动力学模拟 .结果表明 ,自组装膜在金探针的作用下出现了跳跃接触现象 ,倾角和法向载荷都出现明显的滞后 ,并进一步表明与探针和膜之间的粘着力有关 相似文献
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对于固态物质的分子动力学计算机模拟,本文提出的半固定近邻法比近邻包法提高计算速度1—5倍,使一般的分子动力学模拟实验可以在超微机中实现. 相似文献
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纳米晶铜单向拉伸变形的分子动力学模拟 总被引:13,自引:0,他引:13
纳米材料是由尺度在1-100nm的微小颗粒组成的体系,由于它具有独特的性能而备受关注。本文简要地回顾了分子动力学在纳米材料研究中的应用,并运用它模拟了平均晶粒尺寸从1.79-5.38nm的纳米晶体的力学性质。模拟结果显示:随着晶粒尺寸的减小,系统与晶粒内部的原子平均能量升高,而晶界上则有所下降;纳米晶体的弹性模量要小于普通多晶体,并随着晶粒尺寸的减小而减小;纳米晶铜的强度随着晶粒的减小而减小,显示了反常的Hall-Petch效应;纳米晶体的塑性变形主要是通过晶界滑移与运动,以及晶粒的转动来实现的;位错运动起着次要的、有限的作用;在较大的应变下(约大于5%),位错运动开始起作用;这种作用随着晶粒尺寸的增加而愈加明显。 相似文献
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轴向受压螺旋杆的平衡稳定性 总被引:4,自引:0,他引:4
在Kirchhoff动力学比拟基础上讨论端部受轴向压力作用的圆截面弹性细杆的螺旋线平衡稳定性问题.弹性杆的平衡状态由Euler角描述的弹性杆平衡方程的特解确定.从Lyapunov或Euler的不同稳定性概念出发,对弹性杆的平衡稳定性的判断可得出不同的结果.根据一次近似扰动方程判断,弹性杆的螺旋线状态和圆环状态恒满足Lyapunov稳定性条件.但螺旋杆在轴向压力到达临界值时,圆环杆在扭转数到达临界值时将产生屈曲而丧失Euler稳定性.导出临界载荷和临界扭转数的计算公式.螺旋杆的临界载荷取决于螺旋线的高度和螺旋角.螺旋角趋近于π/2时螺旋杆转化为带扭率的直杆,其临界载荷的极限值与压杆的Euler载荷一致.文中对两类不同稳定性概念的区别和联系作出解释. 相似文献
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利用分子动力学方法研究了正弦形式的交变电场对三维悬浮水滴在超临界氮气环境下蒸发特性的影响,主要考虑了电场幅值和频率对液滴蒸发寿命和液滴瞬时蒸发速率的影响.其中水滴由8000个水分子组成,环境气体由27000个氮气分子组成.首先利用分子动力学方法模拟计算了不同状态下水的物性参数以及亚临界条件下匀强电场对液滴蒸发特性的影响... 相似文献
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非线性系统周期强迫不平衡响应的稳定性分析 总被引:4,自引:0,他引:4
多自由度强非线性系统是工程实际中经常遇见的一类模型,利用非线性动力学分析中的打靶法求解该类系统的周期解,并对Flopuet主导特征值判断周期解的失稳方式,利用该方法对旋转机械中的一个具体模型;双盘县臂柔性转子-非同心型挤压油膜阻尼器(SFD)系统周期强迫不平衡响应的稳定性和分岔行为进行了分析,分析表明,在该系统中存在着第二Hopf分岔、倍周期分岔、鞍-结分岔三种分岔形式。 相似文献
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The interfacial molecular structure of materials with different lattice constants is simulated by using the method of molecular dynamics (MD). Potential of modified analytical embedded atom method (MAEAM) is used for nominterfacial atoms. To simulate the state of interracial atoms, further modifications are applied to the MAEAM potential based on the first- principle simulation results. It is concluded that a small change of potential may greatly influence the interfacial molecular structure. Void and diffusions can be observed in the simulation results. It is also found that the pre-existed dot defects before bonding can decrease the number of interfacial defects greatly, thereby, can increase the strength of the interface. 相似文献
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在电活性聚合物圆柱壳内外表面施加电压,圆柱壳会变薄并且伸长,因此相同的电压会在圆柱壳内产生更大的电场.这个正反馈可能使圆柱壳厚度不断变薄,最终导致其失稳破坏.论文研究了电活性聚合物圆柱壳在静态和周期电压作用下的响应及稳定性问题.采用neo-Hookean材料模型得到描述圆柱壳表面运动的非线性常微分方程.给出了圆柱壳在不同厚度和边界条件下外加电压随圆柱壳变形的变化曲线,结果表明存在一个临界电压,当外加电压大于这一临界值时,圆柱壳将被破坏.同时,也讨论了厚度和边界条件对临界电压的影响.圆柱壳在正弦周期电压作用下,其运动随时间的变化是周期性的或拟周期性的非线性振动.给出了圆柱壳振动固有频率的计算结果,采用打靶法得到圆柱壳振动的周期解,并且用数值法研究了周期解的稳定性.采用数值仿真得到圆柱壳振动振幅随外加动态电压激励频率的变化曲线,结果表明圆柱壳会发生多频共振,共振时圆柱壳振幅发生跳跃,导致圆柱壳失稳破坏.最后给出共振点临近点的振动曲线和相图,并对其振动特性进行讨论. 相似文献