梯度纳米多晶铜纳米切削过程的分子动力学仿真

作者：王子云; 赵鹏越; 郭永博^*; 张凯; 王康

来源：材料导报, 2019, S2: 419-423.

• 梯度纳米多晶铜
• 纳米切削
• 切削力
• 缺陷
• 内应力

梯度纳米多晶金属材料具有优良的塑性和强度特性,适合作为微纳系统的制造材料,近年来逐渐成为研究热点。为研究梯度多晶材料的加工去除机理,采用Poisson-Voronoi方法建立大规模梯度多晶铜分子动力学模型,数值模拟梯度多晶铜的纳米切削过程,对比分析切割细晶层(过程1)和切割粗晶层(过程2)的切削力、缺陷和应力等参数。仿真结果表明,过程1的切削力明显小于过程2,而过程2的切削力波动较大。比较分析整个切削过程的缺陷数量和分布,发现过程2的缺陷数量高于过程1;分析刀具附近缺陷的形成过程发现,过程1的缺陷主要在刀具前形核并扩散,过程2的缺陷主要在刀具前和刀具底部形核并扩散;基于应力分析发现,过程2的范式等效应力大于过程1。本研究可为梯度纳米多晶铜的纳米切削机理提供参考。

• 单位
  哈尔滨工业大学