相同尺寸的扶手椅型石墨烯与碳纳米管的拉伸力学性能分析

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1、相同尺寸的扶手椅型石墨烯与碳纳米管的拉伸力学性能分析一、MS建模石墨烯建模步骤如下：1、File→import→D盘→Accelrys→MS5.5→Share→Structures→ceramics→graphite.msi如下图：2、在菜单栏中：Build→symmetry→makeP1（去掉晶体结构中的所有点的对称操作，只保留其平移对称性）3、在菜单栏中：Build→symmetry→redefinelattice改变其重新定义晶胞中基矢的方向。见下图：4、在菜单栏中：Build→crystals→re

2、buildcrystal中改变a，b，c的值调整盒子大小。5、在菜单栏中：Build→symmetry→supercell改变supercellrange得到你多胞多层的石墨烯我用MS建立模型的尺寸依据是2.5nm×20nm。其中A：碳纳米管（swnt）的具体尺寸为2.56nm×19.56nm，沿Z向拉伸；B：单层石墨烯(graphene)的具体尺寸为2.56nm×19.54nm，沿Y向拉伸。在进行supercell设置时，swnt的A、B值不变，C=80；在lattice设置中a=25.6Å,b=195.

3、6Åsupercell设置时，graphene的C值不变，A=46，B=80；在lattice设置中a=25.6Å,b=195.4Å。6、当设置完以上参数后，把光标点在模型上，右击，在弹出的菜单中点击，出来如下图所示的图框：如果模型的长度只是你理想的设定值，那么直接关掉对话框；若调整c方向尺寸，则点击,上下调整C值大小。6、点击，在弹出的菜单中，点击，在它的的小菜单中做如下设置：8、点击setup，在弹出的对话框中做如下设置：（设置力场系数）选cvff,,然后再点击，在下一个框面点击。当看到ms界面左下角先

4、出现，然后变为。就可以输出设置了。8、点击，在下拉菜单中选在弹出的对话框中，设置如下：要在你保存“SWNT.stp”的文件夹中保存文件，文件格式为”*.car;*.cor”。10、在保存的文件夹中应包括如下蓝色框选文件（力场系数）：同时还要有lmp_win.exe这个执行程序（如果在win7下运行计算的话）和potencials文件夹。11、在DOS系统下编译输出原子坐标。点击开始，在菜单最下面的的空格中输入“cmd”点击回车。弹出对话框如图：11、如果文件路径为，则在黑框中做如下输入：下面就是MS生成的文

5、件要转换成能被Lammps识别、读取的文件并计算原子坐标：。然后在生成的中修改相关信息。修改前如图：修改后如图：要注意的是：Masses与Atoms的行间距；在坐标的下面数据是要全部删除的；在原子坐标的最后一行不要留空行。点击保存即可。至此，整个模型部分完成。二、编写in文件lammps做分子动力学模拟时，需要一个输入文件（inputscript），也就是in文件，以及关于体系的原子坐标之类的信息的文件（datafile）。lammps在执行计算的时候，从这个in文件中读入命令，所以对LAMMPS的使用最主

6、要的就是对in文件的编写和使用。在编写in文件时要注意的几处地方：1、read_data后的数据文件名称一定要和建模导出的数据文件名一致；2、pair_coeff中原子类型要与data文件中的atomtypes数目一致，在atoms中对第二列原子类型数也要做相应的修改；3、在region区域定义中，注意拉伸方向的限制范围的表示方式；4、velocity中温度的数值是整数型不是浮点型；5、fix中系统的选取一般是nvt，在弛豫时温度的设定可以适当低些以便于更快的达到能量最低状态。我在这里TstartTstop

7、设为0.01K,Tdamp取为0.1；6、compute应力strec时(in文件),指针数组x方向即为1，y方向即为2，z向为3；7、想得到什么输出结果可以在thermo_style中设置；8、dump输出图片格式应为“dump.*.cfg”，后面的坐标输出要严格根据lammpsmanual设定，输出步一般可以比循环运行的step多1或者与之相等。9、对graphene在pair_style用的势函数是tersoff；对于SWCNT，在pair_style用的势函数则为rebo即thesecondgene

8、rationofBrenner。相应的in文件在附件中。三、计算结果1、在win7下的计算：打开文件所在路径：cmd/cdMS5.5/cdcompare/lmp_win-in“in文件名”，然后点回车键，坐等计算结果就OK；2、Lammps下的计算：cd打开文件所在目录，mpd&(打开mpd并行运算)，mpirun-np4lmp_g++