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单晶铜原子力显微镜加工过程亚表面变形层的分子动力学仿真
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG501[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项(50575058,50605012).
中文摘要:

建立了原子力显微镜针尖切削单晶铜的三维分子动力学模型,采用嵌入原子势模拟工件原子之间的作用,采用Morse势模拟工件原子和刀具原子之间的作用。研究了工件材料的不同晶向和刀具切削方向、切削速度对工件亚表面变形层深度的影响。引入了原子势能变形判据,通过分析不同变形区域内原子的势能变化判断工件变形程度。观察了不同切削状态下亚表面原子势能的变化,发现工件材料晶向和切削方向对亚表面变形层深度有着显著影响。在切削速度为20~250m/s范围内,切削速度对亚表面变形层深度没有影响。

英文摘要:

Three-dimensional molecular dynamics simulations of nanometric cutting monocrystalline copper using atomic force microscope (AFM) pin tool are performed to investigate the effect of crystal orientation of work piece material, and cutting direction and cutting speed of tool on the depth of subsurface deformed layers. Embedded atom method (EAM) is used to simulate the interaction between workpiece atoms, and Morse potential is used to simulate the interaction between workpiece atoms and tool atoms. The potential energy variations of the atoms within the subsurface regions are obtained in the cutting process, a deformation criterion is presented to analyze the variations of subsurface atoms potential energy and determine subsurface atoms deformation behaviors. The simulation results reveal that the crystal orientation and cutting direction have a significant effect on the depth of subsurface deformed layers. Moreover, the depth of subsurface deformed layers is not affected by the cutting speed in the range of 20-250 m/s.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
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  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
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  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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