单晶铜超声振动拉伸过程的分子动力学模拟

摘要

超声振动辅助成形是一种极具潜力的金属材料成形工艺,但是由于实验技术条件的限制,目前尚无法基于实验原位表征超声振动过程中材料内部结果的演化.本文采用分子动力学模拟,分析了单晶铜超声振动拉伸过程中的晶体结构、位错密度和原子势能的分布.当振动幅度和频率均较低时,材料内部仅出现空洞,而没有位错形成,增加振幅和频率后,材料内部出现大量位错,且边缘出现台阶.模拟结果表明,超声振动加载能够显著增加材料内部的位错密度、促进滑移系的启动,从而增强材料塑性变形能力,降低变形抗力.