Том 22 (2019)


Влияние размера наностержня на процесс поглощения энергии на микроуровне при циклической нагрузке

И.Ф. Головнев, Е.И. Головнева, А.В. Уткин

1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия,

УДК 539.3, 538.9, 53.091

DOI 10.24411/1683-805X-2019-13010

 

Методом молекулярной динамики исследовано влияние размера моделируемой наноразмерной системы на поглощение энергии, вызванной действием циклической нагрузки, и на дальнейшее повреждение и разрушение системы. Рассмотрены два медных наностержня с идеальной кристаллической структурой: малый (50 ´ 5 ´ 5 кристаллических ячеек) и большой наностержень (200 ´ 20 ´ 20 ячеек). Выявлено, что большое значение при поглощении энергии играет соотношение количества атомов, моделирующих зажим, и полного количества атомов в системе. Признаком необратимого повреждения кристаллической структуры в большей по размеру системе может служить резкий рост максимальной дисперсии атомных плоскостей. При увеличении размера наностержня трансформация кристаллической решетки в областях, подвергнутых воздействию циклической нагрузки, приводит к образованию симметричных областей с измененной кристаллической решеткой при одних и тех же параметрах циклической нагрузки.

Ключевые слова: метод молекулярной динамики, циклическая нагрузка, влияние размера, повреждение, разрушение, наноразмерный стержень

 

Effect of the nanorod size on energy absorption at the microlevel under cyclic loading

The molecular dynamics method was used to investigate the effect of the size of the simulated nanoscale system on energy absorption under cyclic loading, as well as on further damage and failure of the system. Two copper nanorods with perfect crystal structure were considered: a base rod measured 50 ´ 5 ´ 5 lattice cells and an enlarged nanorod measured 200 ´ 20 ´ 20 cells. It was found that energy absorption is greatly affected by the ratio between the number of atoms simulating the grip and the total number of atoms in the system. Irreversible damage to the crystal structure in the larger system can be seen by a sharp increase in the maximum dispersion of atomic planes. With increasing nanorod size, the transformation of the crystal lattice in regions subjected to cyclic loading leads to the formation of symmetric regions with changed crystal lattice at the same cyclic loading parameters.

Keywords: molecular dynamics method, cyclic loading, size effect, damage, fracture, nanorod

 

 


стр. 88 – 99

Образец цитирования:
И.Ф. Головнев, Е.И. Головнева, А.В. Уткин  Влияние размера наностержня на процесс поглощения энергии на микроуровне при циклической нагрузке // Физ. мезомех. - 2019. - Т. 22. - № 3. - С. 88-99


вернуться