纳米单晶中表面应力效应的模拟
材料科学
2018-03-14 v1
摘要
金属表面附近真空电弧的起始常与纳米级微凸体有关，这些微凸体可能因高电场下表面及亚表面层中发生的不同过程而动态出现。热激活过程以及由外加电场引起的拉伸应力所导致的塑性变形，通常无法通过原子尺度模拟进行研究，因为这些过程需要极长的时间才能发生。另一方面，能够在实际应力水平下描述材料塑性变形过程的有限元方法，却不包含表面性质。对于表面在研究过程中起关键作用的问题——例如纳米空洞处的塑性变形——表面性质尤为重要。在本研究中，我们通过分子动力学和有限元模拟，分析了包含深埋于表面之下的纳米空洞的单晶铜中的应力分布。我们开发了一种方法，利用通过分子动力学模拟预先计算的晶体弹性性质，将表面效应纳入固体力学框架。该方法可实现计算高效的应力计算，并能轻松地在商用有限元软件中实现，使其成为一种颇具吸引力的分析工具。
引用
@article{arxiv.1708.05189,
title = {Simulations of surface stress effects in nanoscale single crystals},
author = {Vahur Zadin and Mihkel Veske and Simon Vigonski and Ville Jansson and Johann Muszinsky and Stefan Parviainen and Aalvo Aabloo and Flyura Djurabekova},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.05189},
year = {2018}
}