МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ AL/CUВахрушев А.В., Федотов А.Ю., Леконцев А.Т.Наука и техника. 2022. Т. 21. № 1. С. 12-18статьяИсследовательская статья
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 1 июня 2022 г.
Аннотация:Проведено молекулярно-динамическое моделирование одноосного растяжения охлажденной компози- ции Al/Cu. При расчетах использовали программный комплекс LAMMPS, включающий в себя классический код мо- лекулярной динамики с акцентом на моделирование материалов. Для визуализации применяли программу Ovito, имеющую большое количество функций, благодаря чему пользователь может тщательно исследовать полученные результаты. При описании межатомного взаимодействия в нанокомпозите Al/Cu использовали потенциал погружен- ного атома EAM. Выбор потенциала обусловлен тем, что он адекватно описывает и воспроизводит свойства широко- го класса материалов, в том числе металлов, полупроводников и сплавов. Моделирование осуществлялось в два эта- па. 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. Охлажде- ние 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 использовали алгоритм термостата и баростата Нозе – Гувера. В статье проде- монстрирован характер распределения продольных напряжений по всему объему кристалла в процессе растяжения. При достижении образцом предела упругости наблюдались зарождение дефектов кристаллической решетки и распростра- нение их по кристаллу в виде сдвигов и поворотов атомов в кристаллических плоскостях. Определены области зарождения пластических деформаций. Максимальное разрушение материала происходило по границе раздела. С помощью молеку- лярно-динамического моделирования динамически исследованы параметры композиции Al/Cu (деформация, температура, механическое напряжение). Проведено сопоставление характеристик образца при деформации. В условиях нагружения в материале реализуется множество процессов, включающих в себя генерацию дефектов, упругую и пластическую дефор- мации, генерацию повреждений и механическое перемешивание.Ключевые слова: деформация, моделирование, молекулярная динамика, потенциал погруженного атома, дефекты, нанокомпозиты, дислокации, механические характеристики, кристаллическая решетка, границы раздела, механиче- ское напряжение, наноструктура