金屬涂層機械性能的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究

金屬涂層機械性能的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究

杜廣煜¹，譚禎^1,2，巴德純¹，柴昊¹，靳鋒¹

(1 東北大學(xué)東北大學(xué)機械工程與自動(dòng)化學(xué)院 沈陽(yáng) 110819.2 沈陽(yáng)廣播電視大學(xué) 沈陽(yáng)110004)

　　摘要：隨著(zhù)計算機運算規模的不斷擴大，通過(guò)數值模擬研究涂層相關(guān)性能的方法已經(jīng)被廣泛的采用。然而通過(guò)ANSYS 等有限元軟件的模擬，在運算過(guò)程中往往在獲取涂層力學(xué)和材料等特性參數方面會(huì )遇到比較大的困難，因此通常采用體材料的相關(guān)性能參數替代實(shí)際采用的模型參數。

　　當前，隨著(zhù)量子力學(xué)等領(lǐng)域的一些計算方法不斷發(fā)展，通過(guò)分子模擬等微觀(guān)數值計算可以方便我們探究材料微觀(guān)結構和物理特性，獲得材料的相關(guān)特性參數，從而為宏觀(guān)實(shí)驗的理論解釋以及宏觀(guān)數值模擬提供有價(jià)值的參考。

　　本文探討了應用分子動(dòng)力學(xué)方法研究金屬涂層機械性能的可行性，研究了應用Materials Studio 分子動(dòng)力學(xué)軟件對金屬涂層界面進(jìn)行建模及對其機械性能參數進(jìn)行計算的方法。并通過(guò)計算得到了合理的雙層金屬結構模型的楊氏模量、泊松比、彈性剛度常數矩陣等機械特性參數。

　　所提出的針對金屬薄層機械特性參數的分子動(dòng)力學(xué)計算方法對解決涂層材料特性參數測試困難和數值模擬過(guò)程中涂層參數難以確定等問(wèn)題有重要的意義。