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纳米多孔银力学性能表征分子动力学模拟

李杰杰 鲁斌斌 线跃辉 胡国明 夏热

纳米多孔银力学性能表征分子动力学模拟

李杰杰, 鲁斌斌, 线跃辉, 胡国明, 夏热
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  • 纳米多孔金属拥有优异的物理、化学性能,在众多领域中极具应用前景.相关力学性能的认知是实现其功能化应用的重要基础之一.基于分子动力学模拟,以三种拓扑结构(立方体结构、金刚石结构、螺旋体结构)的纳米多孔银为对象,研究了单轴拉伸下的力学响应,探讨了拓扑结构和相对密度与其力学性能的内在联系.仿真结果表明,纳米多孔银的极限强度和杨氏模量随相对密度增大而增大的同时,还紧密地依赖于拓扑结构.其中,金刚石结构与螺旋体结构的模量随相对密度的变化趋势较为相近,而螺旋体结构中螺旋形式的孔棱在受力拉直的过程中抵抗变形,表现出相对较好的塑性.立方体结构中,孔棱分布形式单一,抵抗变形的能力较弱,模量值较低.同一相对密度下,金刚石结构的强度最大,立方体结构次之,螺旋体结构最小.金刚石结构中,交错的孔棱间形成三角骨架结构,具有一定的稳定性,表现出相对较高的强度.
      通信作者: 夏热, xiare@whu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11102140,51575404)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-10
  • 修回日期:  2017-12-13
  • 刊出日期:  2018-03-05

纳米多孔银力学性能表征分子动力学模拟

  • 1. 武汉大学动力与机械学院, 水力机械过渡过程教育部重点实验室, 武汉 430072;
  • 2. 武汉大学动力与机械学院, 水射流理论与新技术湖北省重点实验室, 武汉 430072
  • 通信作者: 夏热, xiare@whu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11102140,51575404)资助的课题.

摘要: 纳米多孔金属拥有优异的物理、化学性能,在众多领域中极具应用前景.相关力学性能的认知是实现其功能化应用的重要基础之一.基于分子动力学模拟,以三种拓扑结构(立方体结构、金刚石结构、螺旋体结构)的纳米多孔银为对象,研究了单轴拉伸下的力学响应,探讨了拓扑结构和相对密度与其力学性能的内在联系.仿真结果表明,纳米多孔银的极限强度和杨氏模量随相对密度增大而增大的同时,还紧密地依赖于拓扑结构.其中,金刚石结构与螺旋体结构的模量随相对密度的变化趋势较为相近,而螺旋体结构中螺旋形式的孔棱在受力拉直的过程中抵抗变形,表现出相对较好的塑性.立方体结构中,孔棱分布形式单一,抵抗变形的能力较弱,模量值较低.同一相对密度下,金刚石结构的强度最大,立方体结构次之,螺旋体结构最小.金刚石结构中,交错的孔棱间形成三角骨架结构,具有一定的稳定性,表现出相对较高的强度.

English Abstract

参考文献 (33)

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