压痕过程中非晶Cu形变诱导晶化行为的原子模拟

采用Mishin镶嵌原子势,通过分子动力学方法模拟了非晶Cu在压痕作用下的形变诱导晶化行为,考察了压痕过程中能量、应力与微观结构演化的关系.局部塑性变形区域出现微小晶核,随着变形的增加,晶核不断生长与合并,局部塑性变形是导致非晶晶化的根本原因最终生成的晶粒具有面心立方结构,其(111)密排面平行于剪切面.非晶相中的纳米晶粒能提高非晶材料的刚度.     

金属纳米丝力学行为研究进展

纳米尺度下结构力学行为因为表面效应和尺寸效应而与宏观尺度下结构力学行为有着本质的不同，分子动力学方法因其能通过原子运动理解结构变形细节而在纳米结构力学行为模型中得到广泛应用，本文综述了近期在纳米丝结构力学研究方面的进展，包括自由弛豫态，应力应变关系，表面效应和尺寸效应，应变率效应等。     

分子动力学模拟金属玻璃Cu应力晶化的应变率效应

采用Mishin镶嵌原子势，通过分子动力学方法模拟了零温下非晶金属Cu在不同应变率条件下的拉伸变形过程和应力晶化行为，分析了此过程中原子体系应力与结构组态的变化．结果表明：在应变率10^8s^-1-10^9s^-1范围内，金属玻璃Cu的塑性流动应力随着应变率的提高而增大，弹性模量约为55GPa．在塑性流动过程中发生应力晶化现象，伴随着明显的晶核形成与生长过程，晶化程度随着应变率的增加而加剧．应力效应和温度效应都是导致金属玻璃晶化的重要途径，形成的少量纳米晶粒是导致剪切带的形成和扩展的可能因素．     

表面效应对纳米铜杆拉伸性能影响的原子模拟

采用EAM势对纳米铜杆的拉伸力学性能进行零温分子动力学模拟。研究了表面效应对原子能量、截面应力分布的影响。模拟结果表明,表面原子驰豫降低了纳米杆初始阶段的拉伸弹性模量,表面效应明显影响截面应力的发展与分布。     

铜纳米丝的应变率和尺寸效应的分子动力学模拟

用分子动力学方法对铜纳米丝的应变率效应和尺寸效应进行了模拟研究．结果表明，随着加载应变率的增大，铜纳米丝从低应变率下的静态响应逐渐呈现出较高应变率下的准静态以及高应变率下的动态响应特征，其变形机制以及应力一应变曲线的形态也随之发生变化．在静态和准静态区域，位错运动是铜纳米丝塑性变形的主要来源，而在高应变率动态加载时，铜纳米丝出现整体结构的非品化，最大屈服应力也随着应变率的升高而增大，强化现象明显．当铜纳米丝的截面尺寸变化时，其弹性摸量、屈服应力以及屈服应变、进入强化区域的临界应变率等都发生相应的变化，尺寸效应显著。     

进出口联箱应力分析与强度评定

进出口联箱是从国外引进后改造的压力容器设备,对其进行应力分析和强度评定十分重要,但又不能直接套用国外的标准,采用大型有限元分析程序PATRAN、NASTRAN和ABAQUS对其在高温、高压作用下的应力和强度进行了详细的分析与评定,结果表明其强度满足我国现行规范的要求,文中的建模、应力分析和强度评定方法可以推广应用到其他设备,并为进一步完善我国的压力容器标准提供参考。     

金属Cu体熔化与表面熔化行为的分子动力学模拟与分析

采用Mishin嵌入原子势，通过分子动力学方法模拟了金属Cu原子体系的体熔化和表面熔化行为，分析了体熔化过程中系统结构组态和能量变化以及表面熔化过程中固-液界面迁移情况．模拟结果表明：在体熔化过程中，结构组态与能量在1585K处发生突变；在表面熔化过程中，固-液界面在1380K保持静止．两种熔化过程的不同发生机制是导致体熔点1585K高于热力学熔点1380K的原因．在实际熔化中，表面熔化处于支配地位，实验测量的是热力学熔点．得到的热力学熔点与实验结果吻合良好，验证了本文所采用方法是正确和有效的，同时也说明了Mishin嵌入原子势适合处理复杂无序体系．     

分子动力学模拟金属玻璃压痕过程的应力晶化行为

采用Mishin镶嵌原子势,通过分子动力学方法模拟金属玻璃在压痕过程中的晶化行为,从微观结构演化的角度考察应力晶化过程中晶粒的形核、长大与合并的过程。局部较大剪切应力导致内部临近的非晶原子形成晶核,发生晶粒生长与合并的区域与Hertz理论符合。最终生成的晶粒具有面心立方结构,其(111)方向平行于剪切面。计算结果与文献中的实验现象一致,并且符合最小能量准则。