多晶體材料納米切削加工分子動(dòng)力學(xué)仿真研究.pdf

1、納米加工技術(shù)的發(fā)展使得納機(jī)電系統(tǒng)制造成為可能。當(dāng)被加工材料尺寸達(dá)到納米量級(jí)時(shí)，由于小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)及表面效應(yīng)的影響，納米加工的理論與方法和傳統(tǒng)機(jī)械加工有著本質(zhì)的不同，材料的力學(xué)特性、缺陷、載荷特性和失效機(jī)理等都將發(fā)生質(zhì)的變化。依據(jù)經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)力學(xué)建立起的機(jī)械加工理論將不能直接應(yīng)用在納米加工技術(shù)當(dāng)中，必須應(yīng)用近代物理學(xué)的最新成果，從原子尺度上去研究納米加工機(jī)理。目前，已有大量學(xué)者應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)單晶材料的納米加工過程進(jìn)行了仿真研究

2、，但在實(shí)際加工過程中，被加工工件多為多晶體材料。因此，對(duì)多晶體材料的納米加工過程的仿真研究就顯得非常重要。
　　本文以分子動(dòng)力學(xué)方法為研究工具，首先使用Voronoi方法建立多晶銅和多晶硅的微觀結(jié)構(gòu)模型，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合單晶材料的納米切削模型，提出了基于分子動(dòng)力學(xué)方法的多晶銅和多晶硅的納米切削模型。然后從微觀變形機(jī)理、切削力變化角度分別將多晶銅與單晶銅以及多晶硅和單晶硅納米切削過程進(jìn)行了對(duì)比分析，探索了多晶銅和多晶硅納米切削加工的