单晶铜构件弯曲时裂纹扩展的分子动力学模拟

发布时间：2024-05-17 17:49

　　单晶铜材料主要应用到集成电路、二极管、三极管、半导体材料及芯片等,对单晶铜材料的裂纹扩展进行理论研究和分析,从而提高单晶铜材料的质量、稳定性及使用寿命等,具有重要的理论及实际意义。以分子动力学为理论基础,用LAMMPS软件建立单晶铜构件的模型,在弯曲加载下,分子动力学模拟其裂纹扩展,并计算出系统的势能、应力、起裂载荷。用OVITO软件进行可视化处理得到模型变化图,用ORIGIN绘图软件制图得系统总势能随时间步的变化曲线。模拟时时通过大量试验验确定了合理的初始弛豫步数,初始载荷、加载弛豫步数和加载变量。结合势能、应力、中心对称参数等对模拟构形变化和得到的结果进行了分析,得到了相应的结论。先对单裂纹定长度的单晶铜构件加载过程进行弛豫模拟,并结合数值计算方法计算出了弛豫过程中的势能、应力、中心对称参数。对模拟构形变化和得到的参数进行分析得出结论。之后对其他量不变的条件下的不同裂纹长度的单晶铜构件的模拟,探究裂纹长度为0.5a-6a时的起裂载荷随裂纹长度的变化。对其他量不变的条件下的不同裂纹宽度的单晶铜构件的模拟,探究裂纹宽度为0.5a-3a时的起裂载荷随裂纹宽度的变化。分析了裂纹长度和宽度对...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1单裂纹长度为6a、宽度为0.5a的单晶铜模型

图3-7加载弛豫步数为20000步时的势能变化曲线时间步

图3-3单晶铜模型弛豫前、后对比

-22-图3-8加载弛豫步数为40000步时的势能变化曲线时间步

图3-4单晶铜模型弛豫势能图

图3-9加载弛豫步数为80000步时的势能变化曲线时间步

图3-5单晶铜模型弯曲加载模型

从图3-7、图3-8中可以看出加载步数在20000步和40000步时，势能非常不稳定，变化剧烈。而图3-9中可以看出势能在加载弛豫步数为80000时，势能要相对稳定一些。从图3-10中可以看出加载弛豫步数在100000步时，势能稳定。从图3-11中....

本文编号：3975916