纳米尺度切削单晶锗裂纹萌生研究

来源期刊：兵器材料科学与工程2020年第4期

论文作者：马一鸣 李珊 杨晓京 李金乐

文章页码：50 - 55

关键词：分子动力学;单晶锗;裂纹萌生;纳米尺度切削;

摘    要：为提高单晶锗表面加工质量,抑制裂纹产生,采用分子动力学仿真方法,模拟不同切削深度、不同刀尖圆弧半径和不同刀具前角下单晶锗的切削过程,分析切削过程中裂纹萌生的原因及影响因素,提出突出变形区域,计算该区域附近应力变化,并用刻划试验对仿真结果进行验证。结果表明:当切削深度一定时,出现突出变形区,且该区域的原子间距变大,原子堆积体积膨胀,与切削方向垂直的竖直方向为拉伸应力,在其作用下,突出变形区附近的材料产生微小裂纹,形成裂纹萌生区。其他切削条件不变,适当增大刀尖圆弧半径和刀具的负前角有助于抑制突出变形区的产生,减小竖直方向的拉应力,抑制微裂纹萌生。