【摘 要】
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该文的目的在于建立一种全新的、适合于模拟纳米晶体的变形和破坏过程的数值方法.该文从能量角度出发,提出了纳米晶粒微结构演化的控制方程.在此基础上,把刚体运动与质量扩散
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该文的目的在于建立一种全新的、适合于模拟纳米晶体的变形和破坏过程的数值方法.该文从能量角度出发,提出了纳米晶粒微结构演化的控制方程.在此基础上,把刚体运动与质量扩散引起的塑性变形分离,并对晶界上的质量流量作二次插值,从而将控制方程数值离散成常微分方程组.该文建立了适合计算的数据结构和计算模型,并进一步实现成可以对纳米晶体的蠕变过程进行数值模拟的程序,达到了远大于分子动力学计算限制的时间尺度,形成了一种介于分子动力学直接模拟和宏观连续介质力学计算之间的有效算法.论文还在计算模型中加入了针对晶界的简单破坏判据,使其在一定程度上可以对纳米晶体的破坏过程进行数值模拟.利用该计算模型和程序,该文对纳米晶体的蠕变和松弛过程进行了数值模拟,结果表明晶粒的插入过程和晶界滑动是纳米晶体变形前期的主要机制.对各种情况下纳米晶体的数值模拟结果表明,论文提出的方法和计算模型是行之有效的.而且从模拟的时间尺度上来讲,较之分子动力学模拟的结果更为可信,可以作为实验的辅助手段对纳米晶体的未知性质进行研究.
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