基于MD模拟中变形路径提取材料流应力面
材料科学
2025-04-21 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
准确模拟原子尺度的变形过程对于预测材料的力学响应，尤其是计算方向性流应力至关重要。本文提出一种方法，在LAMMPS中应用任意变形路径，同时遵循其约定：超胞周期向量 a, b 使得 a 与 x 轴重合，b 位于(x,y)平面内。该方法特别适用于晶格对称性较低的材料，也适用于探索非单轴变形。方法的第一步是生成模拟框张量的时间演化，可能最初违反LAMMPS的对齐约束。随后通过应用刚体旋转来重新对齐张量，确保有效的周期边界条件。所得张量长度和倾斜因子以三次多项式形式解析表达，并通过fix deform命令应用于模拟单元。本方法的灵活性通过在常数体积剪切、拉伸和压缩条件下计算各种材料的方向性流应力得到验证，显示在涉及复杂变形情景和多样晶体结构的模拟中具有有效性。从这些模拟中提取的流应力面最终作为材料中所有变形机制的指纹进行分析。
引用
@article{arxiv.2504.13544,
title = {Extracting flow stress surfaces of pristine materials using deformation paths in MD simulations},
author = {Eliott T. Dubois and Paul Lafourcade and Jean-Bernard Maillet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.13544},
year = {2025}
}