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摘要
一维纳米材料具备与宏观材料不同的力学性能，在微纳米器件中拥有开阔的应用前景.采用分子动力学方法研究了预扭转角度、纳米棒长径比、拉伸应变率对预扭转单晶铜棒拉伸行为的影响.结果表明：在较高应变率下，预扭转变形会导致轴向<100>取向单晶铜纳米棒拉伸流动应力提高，通过对位错结构演化过程分析发现，流动应力的提高是由于预扭转变形产生的位错网以及大角度晶界在拉伸时新形核的位错对拉伸过程中位错运动的阻碍作用；随着预扭转角的增大，初始位错先增多后减少并逐渐转变为大角度晶界，因此在随后拉伸加载过程中流动应力先增大后减小；由于初始位错网会缓解纳米棒拉伸过程中的局部应力集中，预扭转对拉伸流动应力的提升效果随纳米棒长径比的增大而增强.而在较低应变率下，预扭转产生的位错缓解了位错饥饿现象，使纳米棒的流动应力相比高应变率情形下有所降低.通过系统地研究单晶铜纳米棒预扭转再拉伸行为，有望为理解纳米棒在复杂载荷下的塑性变形机理提供理论支撑.
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单位航天学院; 西南交通大学
