单晶钨拉伸分子动力学模拟

发布时间：2017-09-30 06:00

  本文关键词：单晶钨拉伸分子动力学模拟

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【摘要】：金属钨作为一种重要的面向等离子体材料,在核聚变反应装置中具有重要的应用前景。本文采用分子动力学模拟方法研究了温度和空位对单晶钨力学性能和变形机制的影响。在300K下,分析拉伸应力-应变全曲线及其微观变形结构,揭示出单晶钨的拉伸变形特征及微观破坏机理,分析了单晶钨在拉伸过程中晶体内部结构的变化。结果表明,单晶钨拉伸变形的过程分为弹性形变、塑性形变、强化形变和断裂四个阶段。在300K-1000K温度范围,分析了温度对单晶钨力学性能和变形机制的影响。结果表明,随着温度的升高,屈服应力和屈服强度下降。在300K-1000K温度范围,模拟了空位对单晶钨拉伸变形的影响,并且与完整晶体进行对比,揭示了空位缺陷导致单晶钨在拉伸的过程中更容易断裂的微观机理。
【关键词】：单晶钨 分子动力学 单向拉伸 应力应变曲线 空位
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O614.613
【目录】：

• 摘要6-7
• abstract7-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-13
• 1.1.1 核能10-11
• 1.1.2 核聚变的发展11-13
• 1.2 聚变材料研究现状13-15
• 1.2.1 第一壁材料的应用环境13
• 1.2.2 面向等离子体材料选择13-14
• 1.2.3 国内外研究现状14-15
• 1.3 辐照损伤15
• 1.4 本文研究内容15-17
• 第二章 分子动力学模拟方法17-27
• 2.1 发展状况17
• 2.2 分子动力学方法17-20
• 2.2.1 基本原理17
• 2.2.2 牛顿运动方程及其求解17-20
• 2.3 势函数20-21
• 2.3.1 Lennard-Jones(L-J)势20
• 2.3.2 Morse势20-21
• 2.3.3 EAM势21
• 2.4 系综分析21-22
• 2.5 边界条件22-23
• 2.6 温度控制23-24
• 2.7 压力控制24-25
• 2.8 Lammps简介25
• 2.9 OVITO简介25-27
• 第三章 单晶钨拉伸的分子动力学模拟27-38
• 3.1 势函数及其应用27-31
• 3.1.1 W的势函数27-28
• 3.1.2 晶格参数和内聚能28-29
• 3.1.3 体积模量29-30
• 3.1.4 体积热容30-31
• 3.2 单晶钨拉伸模拟与分析31-36
• 3.2.1 初始模型与模拟过程31
• 3.2.2 单晶钨拉伸的应力-应变曲线31-34
• 3.2.3 单晶钨拉伸的结构变化34-35
• 3.2.4 温度对单晶钨拉伸破坏的影响35-36
• 3.3 小结36-38
• 第四章 含空位单晶钨的拉伸模拟38-44
• 4.1 含空位单晶钨的拉伸38-42
• 4.1.1 初始模型与模拟过程38-39
• 4.1.2 含空位单晶钨拉伸的应力-应变曲线39-41
• 4.1.3 含空位单晶钨拉伸结构的变化41-42
• 4.2 空位浓度对单晶钨的拉伸影响42-43
• 4.3 小结43-44
• 结论和展望44-46
• 致谢46-47
• 参考文献47-52
• 攻读硕士学位期间发表的论文52

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本文编号：946492