多尺度材料模拟是一种研究材料力学性能的有效手段,尤其适用于金属及合金、纳米结构晶体材料等领域。通过多尺度建模与模拟,可以探究材料在原子、细观、宏观等不同尺度上的性能表现及其内在机理。本文提到的“有限温度下动态原子/离散位错耦合材料模拟方法”是一个重要的研究进展,它能够在不同尺度上研究含缺陷晶体材料的力学性能,对于微米尺寸含裂纹的面心立方(f.c.c.)铝单晶材料的变形和断裂过程进行模拟,从而分析裂纹尖端发射位错的临界应力强度因子与温度、裂纹前端厚度之间的关系。 纳米晶体金属及合金由于其优异的物理、化学和力学性能,在电子、汽车、航空航天等领域得到广泛应用。然而,制备过程中可能引入的材料内部缺陷会限制这些材料的优越性能。为了实现含缺陷纳米金属及其合金在工程中的应用,理解其力学行为并研究其变形破坏机理显得尤为迫切。多尺度研究在固体力学界与计算材料物理界是一个热门且活跃的研究方向,它涉及从第一性原理计算、分子动力学模拟、相场模拟、蒙特卡罗方法到有限元计算以及跨尺度模拟等多种数值模拟技术。 分子动力学模拟和离散位错动力学模拟是目前应用较多的两种模拟方法。分子动力学模拟,尤其是第一原理方法,能够提供原子尺度上的细致研究,但其成本高昂。而离散位错动力学模拟虽然能够捕捉到原子尺度上位错的相互作用,但在考虑材料在动态和有限温度下的复杂力学行为时仍然存在局限性。因此,对于与金属材料强度、韧性或塑性有关的重要变形过程,需要采用更加精确和全面的模拟方法。 本文的作者张瀛和曲绍兴来自浙江大学航空航天学院,他们的研究工作得到了国家自然科学基金资助项目的支持。研究者指出,多尺度材料模拟方法的应用可为材料设计和性能预测提供理论依据,并为相关领域带来技术进步。 关键词“固体力学”、“多尺度耦合”、“离散位错”、“分子动力学”、“有限元”等表明了该研究跨越了多个学科领域,并且综合运用了多种计算方法。对于理解含缺陷材料的力学性能与设计具有重要意义。 文章还提到了微米尺寸含裂纹的f.c.c.铝单晶在I型断裂过程中的变形情况。在这一研究中,获得了导致裂纹尖端发射位错的临界应力强度因子与温度及裂纹前端厚度之间的关系。这种关系的研究对材料的断裂力学分析至关重要,有助于预测材料在特定条件下的裂纹扩展行为和断裂韧性。 文章引用的中图分类号O341属于固体力学领域。固体力学是研究固体材料在外力作用下变形和破坏的规律,以及与之相关的应力、应变、塑性和韧性等力学性能的基础学科。多尺度材料模拟方法在这个领域的应用,有助于揭示材料在不同尺度下的力学响应,从而指导新材料的设计与开发。
2025-09-04 16:12:05 590KB 首发论文
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金属材料模拟中Lammps的单位
2025-04-22 14:22:30 320KB 分子动力学
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通过理论分析全站仪极坐标法的观测原理,并以断层相似材料模拟试验为例,探讨了全站仪极坐标法在相似模拟试验覆岩运移监测中的应用。研究结果表明:运用全站仪极坐标法观测可准确获得待测点各开采阶段的位移坐标值,计算得到待测点的水平位移及垂直位移。全站仪极坐标法观测可满足相似模拟试验测量精度的要求,能准确地确定断层活化时间,测得断层活化量,反映覆岩运移规律,是相似材料模拟试验中行之有效的观测方法。
2024-02-28 09:37:43 663KB 行业研究
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为研究以尾砂为骨料、胶固粉为细集料的膏体跳采充填覆岩变形、移动及破坏的规律,以张赵煤矿102采区1021工作面为工程背景,基于相似理论建立相似物理模型,对跳采充填情况下煤柱及充填体稳定性、顶板裂隙发育、弯曲变形规律进行研究。试验结果表明:第1轮采5 m,留15 m煤柱跳采充填开采后,基本顶和直接顶基本稳定,没有变形;第2轮开采煤柱累计长度80 m,随着回采煤柱数目增多,直接顶发生下沉明显,在距开切眼90 m处1~8测点下沉最大值达到4.5 cm;当工作面完全充填开采后,上覆岩层下沉最大值为22 cm,离层发育高度为29.4 m;煤柱和充填体所受垂直应力随煤柱回采数目增多而变大,煤柱监测数据的变化呈现阶梯状增加,分为突变期、缓增期、稳定期3个阶段;充填体受力稳定在0.012~0.02 MPa之间,变形小。
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PFC(Particle Flow Code)是利用显式差分算法和离散元理论开发的微/细观力学程序,它是从介质的基本粒子结构的角度考虑介质的基本力学特性,并认为给定介质的在不同应力条件下的基本特性主要取决粒子之间接触状态的变化,适用研究粒状集合体的破裂和破裂发展问题、以及颗粒的流动(大位移)问题。
2023-03-14 17:18:13 1.97MB 颗粒材料模拟的计算软件
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介绍 aimsgb,一个高效的开源Python库,用于在周期性晶界模型中生成原子坐标。 它旨在根据立方和非立方初始构造来构造各种晶界结构。 还提供了一种方便的命令行工具,通过辅助拟合度(Σ),旋转轴,晶界平面和初始晶体结构,可以轻松快速地构造倾斜和扭曲边界。 aimgb有望极大地促进晶界性能的理论研究,并促进晶界结构的实验分析。 我们还提供基于Web的GUI来访问aimsgb框架: 安装aimsgb 从github克隆最新版本: git clone git@github.com:ksyang2013/aimsgb.git 导航到aimsgb文件夹: cd aimsgb 输入回购的根目录: pip install . 或以开发模式安装软件包: pip install -e . 如何引用aimsgb 如果您在研究中使用aimsgb,请考虑引用以下工作: 程健力,罗健,杨克松。
2022-11-15 14:48:53 61KB Python
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石墨烯、金属材料模拟、纳米流体、热传导、金属材料摩擦模拟、金属、半导体材料辐照、mofs储氢、碳补集、分子筛纳米膜混合气体分离:膜材料 分子建模、standalone reaxff、蒙特卡洛模拟设置实例:溶液中质子转移、碳化硅表面石墨烯生长 Python、深度学习神经网络、经典机器学习模型、神经网络在催化领域的应用-CO2还原、杂化钙钛矿、有机太阳能电池材料、无机材料、量子点发光材料
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内容从基础到进阶共十九个专题模块,包括各类材料模型构建、参数设置、结构优化、收敛性测试、吸附与催化反应、电荷分析、表面催化反应计算等;在线学习后对学员提炼出的问题提供专业指导,从而更好地满足学员不同方面的论文及实际科研需求;课堂上建立专属班级交流平台,学员学完后可以继续在班级群与老师同学交流问题,巩固学习内容。
2021-07-22 18:00:46 475KB 催化 第一性原理 载流子 钙钛矿
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