cu基二元块体非晶合金单向拉伸以及单轴压缩的分子动力学模拟

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文Cu基二元块体非晶合金单向拉伸以及单轴压缩的分子动力学模拟摘要Cu基块体非晶合金有着优异的力学性能。通过分子动力学模拟软件LAMMPS用快速冷却的方法制备Cu基二元块体非晶合金CuxZr(100-x)(x=35、50、65)，并模拟分析合金在外力作用下的受力状态和变形机制，其中考虑了温度、应变率、模型尺寸等相关因素对材料变形机制的影响。本文主要研究块体非晶合金CuxZr(100-x)(x=35、50、65)在单向拉伸以及单轴压缩过程中的力学变形性能，主要对比分析温度、应变

2、率、尺寸等对非晶合金等效弹性模量和屈服强度的影响；模拟研究了Cu原子含量变化时，温度、应变率、尺寸对非晶合金影响的变化规律；比较了拉伸载荷与压缩载荷两种不同的加载方式对非晶合金变形行为的影响。模拟结果表明：温度、应变率、尺寸对块体非晶合金CuxZr(100-x)(x=35、50、65)的力学性能均有显著影响。在同一应变率和相同尺寸下，无论是拉伸还是压缩温度越高合金的等效弹性模量和屈服强度均变小，在塑性变形阶段温度的敏感性也比较大。在同一应变率和恒定温度下，尺寸越大的合金在两种载荷下等效弹性模量、屈服强

3、度却越小，但在塑性阶段其尺寸相关性不是很敏感。在恒定温度和相同尺寸下，应变速率越高屈服强度越大，但等效弹性模量和塑性变形受的应变速率影响不明显。此外，随着含Cu量的增加，块体非晶合金的等效弹性模量和屈服强度均减小，且抗拉屈服强度高于抗压屈服强度。I太原理工大学硕士研究生学位论文关键词：块体非晶合金，分子动力学模拟，单向拉伸，单轴压缩，塑性变形行为II太原理工大学硕士研究生学位论文AXIALTENSILEANDAXIALCOMPRESSIONOFCuBASEBINARYBLOCKAMORPHOUSALL

4、OYBYMOLECULARDYNAMICSSIMULATIONSABSTRACTCopper-basedblockamorphousalloyshaveexcellentmechanicalproperties.Thecopper-basedblockamorphousalloysCuxZr(100-x)(x=35、50、65)issimulatedinthemoleculardynamicssimulationsoftwareLAMMPS.Fastcoolingmethodsoftheprepara

5、tionofCubasebinaryblockamorphousalloyandthedeformationmechanismundertheactionofexternalforceissimulatedinthissoftware.Relevantfactorssuchastemperature,strainrate,thesizearethemainexternalfactorsaffectingthematerialdeformationmechanism.Theeffectoftempera

6、ture,strainrate,andthesizeontheequivalentelasticmodulusandyieldstrengthofamorphousalloyCuxZr(100-x)(x=35、50、65)underunidirectionaltensileandcompressionisstudiedinthispaper.Thechangeofcoppercontentisalsotakenintoconsideration.Inaddition,theeffectofloadme

7、thod,tensileloadandcompressiveload,onthedeformationbehaviorofbulkamorphousalloyisalsocomparedinthispaper.Thesimulationresultsshowthatthetemperature,strainrateandsizehasremarkableeffectonthemechanicalpropertiesofCuxZr(100-x)(x=35、50、III太原理工大学硕士研究生学位论文65)

8、.Underthesamestrainrateandthesamesize,thebiggerthesizeofbulkamorphousalloy,thesmallertheequivalentelasticmodulusandyieldstrengthare.Inthestageofplasticdeformationsizesensitivityisnotremarkable.Atthesamesizeandconstanttemperature,