晶体HCP钛的单轴压缩：尺寸效应的原子模拟研究
材料科学
2026-06-26 v1
摘要
理解钛的变形行为不仅对与工业相关应用相关的技术进步很重要，而且对于实现相关合金力学性能的基本理解也是必不可少的。在这项计算研究中，采用分子动力学模拟来确定模型尺寸对α-钛在压缩下力学响应的影响。研究了晶体模型的变形行为与不同系统尺寸（变化四个数量级，最多3200万个原子）和应变速率（低至10^8 s^-1）的函数关系。结果表明，弹性性质与系统尺寸和应变速率均无关，而塑性变形过程中出现了显著的尺寸效应。增加钛模型的系统尺寸会减少应力波动，导致更均匀的结构演化，并稳定位错活动。降低施加的应变速率相应地需要更大的系统尺寸以实现平衡并确保模拟结构的稳定行为。建模结果表明，系统尺寸和应变速率强耦合，它们的综合效应控制着压缩晶体材料的模拟变形行为。
引用
@article{arxiv.2606.28155,
title = {Uniaxial compression of crystalline HCP titanium: an atomistic modelling study of size effects},
author = {Fatemeh Safari and Konstantinos Konstantinou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2606.28155},
year = {2026}
}