通过非局部分层多尺度建模方案桥接长度尺度

本文对非局部多尺度自底向上的环动力框架进行了改进(即扩展的PFHMM)，以便在不同长度尺度上对非局部相互作用模型进行升级。将推广方案应用于复杂的非均相聚合物:超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。利用扩展的PFHMM，将UHMWPE的原子模型与较粗的周围动力学(PD)代表单元细胞联系起来。在聚乙烯(PE)微纤维的放大过程中，混合了不同相(如高取向单向相、非晶相或半晶相)的超高分子量聚乙烯。在文献中，对高取向超高分子量聚乙烯微原纤维的变形机理还没有深入的理论研究。因此，本工作还采用分子动力学(MD)模拟方法，严格讨论了不同载荷条件(如扭转、拉伸和压缩)、预先存在的损伤和长径比对超高分子量聚乙烯微原纤维刚度和强度的影响。通过MD模拟，研究了复合加载条件对强度折减的影响。通过扩展的PFHMM应用Cauchy-Born规则，将原子尺度模型的变形与宏观尺度UHMWPE代表单元连接起来。最后，使用稍微改进的AIREBO势来证明单向超高分子量聚乙烯与应变速率无关。计算结果与实验结果有较好的一致性。 The current work can be considered to be a building block for multiscale modeling of complex heterogeneous materials.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927025614003784

DOI: 10.1016 / j.commatsci.2014.05.052