加载速率对单晶γ-TiAl裂纹扩展影响的分子动力学模拟

曹卉^1,2，芮执元^1,2，罗德春^1,2，剡昌锋^1,2，陈文科¹

1. 兰州理工大学机电工程学院2. 兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室

摘 要：运用分子动力学方法研究微观尺度下单晶γ-TiAl裂纹的扩展过程,运用嵌入原子势进行模拟,得到裂纹扩展的轨迹图和能量演变图,比较分析不同加载速率对γ-TiAl能量和应力-应变关系的影响,进而揭示对裂纹扩展的影响。研究表明:随着加载速率的增大,体系的原子运动加剧,总能量上升到峰值的剧烈程度增加,试件断裂的时间缩短,所需的应变越小,而裂纹扩展的形态没有变化;总能量随时间的演化曲线只出现一个峰值。应力-应变曲线中只有弹性阶段,没有塑性阶段,加载速率对拉升过程的弹性变形机理没有影响。

关键词：分子动力学;γ-TiAl合金;速率;裂纹扩展;能量;