单晶铁拉伸与冲击力学性能的分子力学模拟

摘要

分子力学模拟建立在经典牛顿力学和统计热力学的基础上.试样中的原子被看成一个个质点,通过计算原子间相互作用力而得到原子不同时刻的位置、速度等运动学量,并统计整个体系得到其温度、压力等宏观热力学量.由于能清楚地从微观层面揭示材料一些宏观行为的机理,分子力学模拟方法得到研究学者的广泛重视.加之近年来计算机硬件性能的飞速提升和大规模高效率并行分子力学程序的出现,分子力学模拟能解决的问题尺度已由之前的纳米级提升到微米级.分子力学模拟已经成为连接材料微观结构和宏观性能的一个桥梁,成为力学问题跨尺度模拟的一个重要手段.本文我们将以BCC结构单晶铁为例,分别研究其在单轴拉伸和受到冲击载荷作用下的力学行为及变形机理.