Modeling Of Mechanical Properties And Destruction Process Of Al/Cu Nanocomposites

Abstract

Цель данной работы – провести молекулярно-динамическое моделирование одноосного растяжения охлажденного композиции Al/Cu. Для проведения расчетов использовался программный комплекс LAMMPS, включающий в себя классический код молекулярной динамики. Для визуализации использовалась программа Ovito, имеющая большое количество функций, что предоставляет возможность пользователю тщательно исследовать полученные результаты. Для описания межатомного взаимодействия в нанокомпозите Al/Cu использовался потенциал погруженного атома EAM. Выбор потенциала обусловлен тем, что он адекватно описывает и воспроизводит свойства широкого класса материалов, в том числе металлов, полупроводников и сплавов. Моделирование осуществлялось в два этапа. На первом образец, состоящий из двух кристаллитов алюминия и меди в форме параллелепипедов, соединенных вдоль одной из сводных границ, размещался в расчетной области и охлаждался при постоянном давлении. Охлаждение осуществлялось для стабилизации наносистемы. На втором этапе, соответствующем деформации, температура и давление менялись в соответствии с протекающими физическими процессами. Для управления температурой и давлением на начальной стадии охлаждения использовался алгоритм термостата и баростата Нозе – Гувера. В работе продемонстрирован характер распределения продольных напряжений по всему объему кристалла в процессе растяжения. При достижении образцом предела упругости наблюдалось зарождение дефектов кристаллической решетки и распространение их по кристаллу в виде сдвигов и поворотов атомов в кристаллических плоскостях. Определены области зарождения...