单晶硅表面超精密切削的分子动力学分析

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1、·目录摘要........................................-1-Abstract........................................-2-第1章绪论........................................41.1课题来源及研究的目的和意义................-4-1.2单晶硅切削加工仿真的发展现状..............-5-1.2.1单晶硅超精密加工的国内外现状.........-5-1.2.2单晶硅切

2、削的分子动力学仿真发展现状...-6-1.3论文研究内容..............................-9-第2章单晶硅超精密切削的分子动力学建模.......-10-2.1引言.....................................-10-2.2分子动力学仿真方法.......................-10-2.2.1分子动力学仿真的基本思想和理论.......-10-2.2.2周期性边界条件.......................-12-2.2.3分子动

3、力学系统的运动方程.............-14-···万方数据···1.1积分算法与势函数.....................-15-1.2系综概念.............................-18-1.3时间步长.............................-20-1.2.1分子动力学仿真步骤.......................-22-1.2.2仿真模型的建立...........................-24-1.2.3本章小结.........

4、........................-25-第3章硅表面超精密切削的分子动力学仿真与分析.-26-2.1引言.....................................-26-2.2单晶硅切削过程的仿真.....................-26-2.2.1仿真模拟参数设定.....................-26-2.2.2弛豫分析.............................-28-2.3切削物理参数分析........................

5、.-29-3.3.1原子间势能分析.......................-29-3.3.2切削力分析...........................-30-2.4单晶硅纳米切削机理分析....................-32-2.5本章小结.................................-33-···万方数据···第4章加工参数对硅表面切削过程的影响.........-34-4.1引言.....................................-34-

6、4.2切削深度对仿真结果的影响..................-34-4.3切削速度对仿真结果的影响.................-36-4.4刀具前角对仿真结果的影响..................-39-4.5刀尖形状对仿真结果的影响..................-41-4.6本章小结.................................-44-总结.........................................-46-参考文献............

7、...........................-48-致谢.............................................52攻读学位期间发表的学术成果.........................53···万方数据···工程硕士专业学位论文摘要由于超精密加工的精度已经达到很高的水平，在切削过程中，切削深度有时会是几层原子层或若干个原子，因此纳米加工的材料去除方式是原子的离散过程。这与传统的切削加工有很大差异，如果还继续使用之前的切削理论来对其进行阐述和分析，这将是

8、十分不恰当。受到加工条件和成本的限制，在实际环境下很难对其进行实验研究。因此，需要利用计算机和分子模拟方法对切削加工过程进行模拟，从而分析整个纳米加工过程的机理。在机械加工的过程中，使用分子动力学模拟金刚石刀具对单晶硅表面进行切削的过程。借助合理选择的势函数，建立三维仿真模型，并从加工过程的瞬时图像、原子间势能和切削力的角度，分析加工机理，即：在刀尖的切削作用下，硅表面上的原子被挤压剪切，原子键破坏，这些原子在刀具的推送下不断扩展延伸，部分