弹性波在纳米单晶铜杆中的传播

武晓敏¹，夏源明¹，马钢¹

(1.中国科学技术大学力学和机械工程系,中国科学院材料行为和设计重点实验室,合肥,230027)

摘要:采用预弛豫和对试件一个端部进行速度加载(另一端固定)的方法在分子动力学模拟中实现了纳米杆真实的动态单向加载过程,并提出了与宏观一致的应变率定义;对长脉冲和短脉冲在纳米铜杆中的传播过程进行了分子动力学模拟,同时也对短脉冲在纳米铜杆中的传播进行了连续介质力学三维有限元模拟.长脉冲的模拟结果表明,纳米铜杆的弹性模量会随着试件截面的增大而增大.短脉冲的模拟结果显示,分子动力学模拟结果相当于在连续介质力学三维有限元模拟结果上叠加了一个抖动,且两种方法模拟得到的波速和Rayleigh波速基本吻合,这表明边界扰动在纳米尺度试件中的传播仍然具有一维弹性应力波和横向惯性效应引起的几何弥散的特征;而叠加的抖动则体现了表面原子对弹性波传播的影响,且与加载前未能将试件完全弛豫到自然状态有关.

关键词:分子动力学; 纳米铜杆; 弹性波;

【全文内容正在添加中】