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摘要:
本文采用分子动力学模拟方法,研究了晶界对双晶镁裂纹扩展的影响。通过对晶界强度、双晶角度以及双晶信息的分析,发现晶界对双晶镁材料的裂纹扩展过程具有显著的影响。研究表明,在特定温度和加载条件下,晶界能够抑制或促进双晶镁材料的裂纹扩展。
关键词:晶界;双晶镁;裂纹扩展;分子动力学模拟
引言:
双晶材料是由两个晶界组成的材料,在材料工程中具有重要的应用。然而,由于双晶材料中晶界的存在,其力学性能与晶粒材料存在很大差异。对于裂纹扩展的行为,晶界会对其扩展的方式,速度等方面产生显著的影响。因此,研究晶界对双晶材料裂纹扩展的影响,对于深入了解其力学性能具有重要的意义。
分子动力学模拟是研究晶体结构和材料力学性能的有力工具。通过模拟晶体中原子之间的相互作用,可以研究不同温度、压力、应变率等条件下材料性能的变化。因此,本文采用分子动力学模拟方法,研究晶界对双晶镁材料中裂纹扩展的影响。
方法:
本文使用LAMMPS软件对双晶镁样品进行模拟,采用EAM势函数描述原子间相互作用。通过设定不同的温度和加载条件,研究晶界对双晶镁材料的裂纹扩展的影响。同时,对晶界强度、双晶角度以及双晶信息进行分析。
结果和讨论:
通过对双晶镁样品进行拉伸加载,研究其裂纹扩展的行为。结果发现在不同的温度下,晶界对双晶镁样品裂纹扩展的影响具有显著的差异。在低温下,晶界能够有效地抑制双晶镁材料的裂纹扩展。同时,在高温下,晶界会促进双晶镁的裂纹扩展。这是因为在低温下,晶界中原子的运动受限,难以发生位错的形成和移动。而在高温下,晶界中原子的运动能够提高材料的变形能力,从而促进裂纹扩展的速度。
此外,对于双晶镁样品中不同的晶界强度和双晶角度进行研究。结果表明,晶界的强度和双晶角度对双晶镁材料的裂纹扩展行为具有显著的影响。在晶界强度较高和双晶角度较小的条件下,晶界能够较为有效地抑制双晶镁的裂纹扩展。
结论:
本文采用分子动力学模拟方法,研究了晶界对双晶镁材料裂纹扩展的影响。结果表明,在特定的温度和加载条件下,晶界能够抑制或促进双晶镁材料的裂纹扩展。此外,晶界强度和双晶角度对双晶镁材料裂纹扩展行为具有重要的影响。这些结果对于深入了解双晶材料的力学性能具有重要的意义。
参考文献:
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