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均匀位错成核中的拉压不对称
摘要本文讨论了纯铜在单轴拉伸和压缩作用下，均相位错成核对晶体取向的依赖性。基于嵌入原子法电位的分子动力学模拟结果表明，均匀位错成核所需的应力高度依赖于晶体取向和单轴加载条件;某些方向需要较高的压缩应力(如。<110>和<111>)和其他定向需要更高的拉应力(<100>)。此外，滑移方向上的剪切应力不能完全反映均相位错成核对晶体取向和单轴加载条件的依赖关系。
这篇论文最近被《应用物理快报》接受。我已经使用LaTex将其转换为期刊格式(3页)。我发现了一些有趣的观点:
1.在单晶铜的位错成核应力中观察到的拉压不对称可能有助于解释存在非均质(即纳米晶材料的晶界，纳米线的自由表面)时存在的拉压不对称。拉伸-压缩等高线图显示，大多数取向在压缩时需要比拉伸时更大的位错形核应力。因此，具有随机晶体织构的纳米晶材料在压缩条件下需要比拉伸条件下更大的屈服应力仅仅晶体取向的影响;先前的研究证实了这一点。
2.单晶位错成核所需的应力既取决于滑移面上沿滑移方向的分解剪应力，也取决于滑移面法向的应力。虽然在这封信中没有明确显示，但我们发现在拉伸的立体三角形中有某些区域，位错成核应力与滑移面法向的分解应力相关性最好。换句话说，虽然解决的剪应力是重要的运动在位错(施密德定律)中，向滑移面方向的化解应力对于滑移面的变形是很重要的成核纯FCC材料的位错分析。
我欢迎任何评论。谢谢你！
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 Tension-Compression_Asymmetry_2007.pdf |
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应变速率太高，不可能通过实验得到
压缩应变率和拉伸应变率如何影响拉压不对称?你的MD模拟中的应变速率太高了，每秒10亿，这是不可能的要在真正的测试中实现。
分子动力学模拟和高应变率
分子动力学(MD)使用迭代欧拉方法来计算原子的位置，这要求时间步长的大小与原子振动的数量级(即。秒)。不幸的是，较小的时间步长意味着材料变形的MD模拟具有远高于实验应变率的应变率。由于在每个时间步长上跟踪每个原子的位置和速度(100,000s-1,000,000 0s)的计算费用，因此禁止按实验顺序计算应变率。
那么，应变速率是如何影响拉压不对称的呢?
解决这一问题的一种方法是用MD模拟不同应变速率并研究响应。我们看到的典型响应是，与10^9相比，较高的应变率(10^10)对机械响应有显著影响，而较低的应变率(10^8)与10^9的响应非常相似。在屈服应力方面，MD模拟开始在应变率为10^9附近收敛。这与其他小组在应变率方面的发现相似。此外，我们还在10 K下运行这些模拟，以模拟准静态变形模式。因此，我们认为我们的应变速率足以捕捉晶格取向对拉压不对称性的影响。
如果这是一个关于如何解决MD模拟中高应变率问题的更普遍的问题，那么目前在许多不同的领域正在进行工作:例如，温度加速分子动力学(例如，Voter)，准连续体方法(例如，Curtin)，多尺度建模技术，用于计算活化能的轻推弹性带模拟，准静态计算等。然而，这些方法超出了当前研究的范围。
应变的千兆赫级激发
据我所知(基于文献)，至少有两种方法可以激发千兆赫兹水平的运动:(1)脉冲激光的光声(声子)激发，(2)声化学反应(如空化)。
MD模拟中的应变率和应力的定义
我发现很难接受将原子的热激发频率(通常以太赫兹为单位)与应变率联系起来的做法。MD模拟本质上是为了计算数量的统计平均值而开发的。MD结果的单个快照(某些特定的快照)本身可能没有任何意义。如果在加载过程中周期性平衡，则整个响应类似于准静态加载(与温度无关)。如果系统在受到扰动(在本例中是加载)后没有周期性地达到平衡，那么就不清楚解是否收敛。
只考虑了对病毒压力的潜在贡献。总维里应力是否为连续柯西应力存在争议。作者有什么特别的理由不使用总虚拟压力吗?最近我们发现，从热弹性的角度来看，总维里应力确实是连续的柯西应力。然而，忽略应力的运动部分可能不会定性地改变结果。
应变率和虚拟应力定义
关于应变率，我们将进一步研究应变率在这些计算中的影响。一种方法如所述，在加载过程中进行平衡以实现准静态加载。另一种方法是在每次加载增加后进行能量最小化的分子静态计算。两种方法我们都会尝试。
至于选择使用不包含微动力部分的维里应力定义，这个定义的动机是由Min Zhou和David McDowell的几篇关于维里应力的论文引起的，因为它与连续的柯西应力有关。我相信他们发现，随着系统尺寸的减小，线性动量的平衡不满足于动态应力的动力学部分;我有一段时间没有读这些论文了，而是把感兴趣的读者转发给他们关于这个主题的出版物。
正如你所提到的，应力定义并没有从质量上改变结果。甚至在定量上，我们发现，在大多数情况下，动能部分在300 K时增加了大约0.35 GPa的虚拟应力，与该平均值只有很小的标准差。在低应力下，这可能是显著的，但对于在这些模拟中启动塑性所需的峰值应力，这通常是很小的一部分。
原子应力
亲爱的阿伦,
你能进一步阐述一下你关于完全虚拟压力和柯西压力相同的观点吗?你提到你最近已经证明了这一点;那篇文章发表了吗?
维里应力和连续柯西应力
亲爱的Pradeep,
我们做了一个简单的热弹性MD研究。这是《应用物理快报》正在审查的一篇论文的一部分。我不能在我的回复中附上关于这一点的文章。我把它贴在了我的博客上。你可以在这里找到它:http://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/871
希望这对你有所帮助。
MD中的连续动态加载vs增量动态加载
我们的小组在模拟纳米线变形时比较了这两种加载技术，发现观察到的响应基本上没有区别。我们以108 s-1的应变速率加载纳米线，并以约0.1埃的增量位移加载相同的纳米线，然后在100 ps以上进行热平衡。两种加载方法的响应几乎相同。这些结果在几周前我发表在博客上的一篇论文中提出，可能会被发现在这里．