相场晶体的力学弛豫与断裂
材料科学
2019-01-04 v1 计算物理
摘要
为克服相场晶体（PFC）动力学缺乏描述材料系统快速力学弛豫有效机制的局限，我们发展了一种研究 PFC 力学响应与断裂行为的计算方法。该方法基于一种简单的 PFC 插值方案（IPFC），利用位移场满足局部弹性平衡的条件，同时保留原 PFC 模型的关键特征。我们对具有蜂窝晶格对称性的纳米带样品系统施加单轴拉伸，就其力学性质进行系统研究，以数值验证 IPFC 方案并与原始 PFC 及修正 PFC 方法比较。弹性与断裂两种 regime 下的力学响应结果表明，得益于其有效的力学平衡过程，IPFC 方法在不同系统尺寸与施应变率下均具优势与高效性。IPFC 计算获得了脆性断裂行为，并识别出系统温度与手性对断裂强度和杨氏模量的影响，结果与先前石墨烯的原子尺度模拟一致。本文发展的 IPFC 方案具有通用性，可应用于基于不同类 PFC 自由能泛函（为各类材料系统设计）的力学研究。
引用
@article{arxiv.1811.08921,
title = {Mechanical relaxation and fracture of phase field crystals},
author = {Wenquan Zhou and Jincheng Wang and Zhijun Wang and Zhi-Feng Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.08921},
year = {2019}
}
备注
14 pages, 10 figures