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单晶铜纳米机械加工的分子动力学模拟与实验的间接对比
  • ISSN号:1004-132X
  • 期刊名称:《中国机械工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG501.1[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,哈尔滨150001, [2]环境保护部核与辐射安全中心,北京100082
  • 相关基金:优秀青年科学基金资助项目(51222504);高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金资助项目(201031)
中文摘要:

以单晶铜微探针纳米刻划加工为例,提出了一种分子动力学模拟与实验的间接对比方法,依次开展了工件材料的弹性常量的定量对比、工件材料机械性能的纳米压痕测量的定量对比、已加工表面形貌的定性对比。单晶铜工件压缩、剪切、拉伸和纳米压痕的分子动力学模拟显示,分子动力学模拟体系的弹性模量与实验测得值相同,压痕后工件表面材料堆积的对称特性与实验结果相符。研究结果表明,所使用的嵌入原子势能函数可以精确地描述单晶铜工件中铜原子之间的相互作用,纳米机械加工的分子动力学模拟具有较高的精度,并且可以很好地预测纳米机械加工的实验结果。

英文摘要:

One methodology was proposed to indirectly compare molecular dynamics simulations of probe--based echanical nanomscratching on single crystalline copper with experiments. The quantita- tive comparison of elastic modulus of workpiece, the quantitative comparison of mechanical property of workpiece via nanoindentation,and the qualitative comparison of machined surface morphology were conducted sequentially. Molecular dynamics simulations of compression, shear, tension, and nanoinden- tation on single crystalline Cu show that the calculated elastic modulus of simulated workpiece are in good agreement with experimental data, and the symmetry of surface pile up after nanoindentation matches well with experimental observation. The comparison results demonstrate that the utilized po- tential of embedded--atom method accurately describes atomic interactions between copper atoms, which supplies high accuracy for consequent molecular dynamics simulations. It is shown that the ex- perimental results of mechanical nanomachining can be well predicted by molecular dynamics simula- tions.

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期刊信息
  • 《中国机械工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:董仕节
  • 地址:湖北工业大学772信箱
  • 邮编:430068
  • 邮箱:paper@cmemo.org.cn
  • 电话:027-87646802
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-132X
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1294/TH
  • 邮发代号:38-10
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协期刊一等奖,第二届全国优秀科技...,机械行业优秀期刊一等奖,1999年获首届国家期刊奖,2001年获首届湖北十大名刊,中国期刊方阵“双高”期刊,2003第二届国家期刊奖提名奖,百种中国杰出学术期刊
  • 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,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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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