金属纳米杆弹性模量的直接原子计算

摘要

用直接原子计算（分子动力学）的方法来模拟金属纳米杆的拉伸实验,得到纳米杆单向拉伸屈服前的真应力-应变曲线.金属单晶纳米杆屈服前的最大弹性应变约为0.01,应力应变关系表现为非线性弹性,拉伸模量随应变增大而提高,表现为明显的“应变刚化”行为.分析了产生这一现象的原因,主要是尺寸微小,内部无缺陷,弹性变形机理为晶格常数变化,而原子间相互作用势函数导数为增函数.小尺寸和表面效应也是导致纳米杆应变刚化的原因.