一种原子尺度应变定义方法及其在识别微观缺陷演化中的应用

盛鹰^1,2，贾彬^1,2，王汝恒^1,2，陈国平^1,2

1. 西南科技大学工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室2. 西南科技大学土木工程与建筑学院

摘 要：为探索性地定义原子尺度的应变,本工作提出了可同时适用于原子尺度和连续介质尺度的"变形"的计算方法,采用离散变形梯度表征原子尺度下的"变形"。在此基础上,引入邻域原子影响权函数,定义了原子尺度下的应变张量,建立了计算任一中心原子的综合局部变形梯度和应变张量的加权最小二乘法目标函数,从而将原子尺度应变的计算转化为解决目标函数的最小值优化问题。然后运用改进的自适应多层复形遗传算法即可实现原子尺度应变的计算。最后,以NiTi合金为研究对象,建立了NiTi合金变形与破坏的分子动力学演化模型并计算了各时刻的原子尺度应变云图,通过应变云图观察到了孪晶。经与NiTi合金三点弯曲冲击断裂试件裂纹尖端的微观观察实验作对照,验证了本工作建立的原子尺度应变定义方法的合理性及其在识别微观缺陷演化中的应用意义。

关键词：原子尺度应变;离散变形梯度;权函数;目标函数优化;微观缺陷演化;