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非线性杆元法在C60晶体薄膜力学特性分析中的应用

沈海军

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.02.013

根据分子动力学过程中粒子热运动与慢运动可以分离以及有限元思想,提出了一种"剔除"粒子热运动的可用于纳米材料准静态力学特性分析的非线性杆元(NSE)法.将NSE法应用于C60富勒烯晶体薄膜的拉/压力学特性分析,并与相应问题的分子动力学模拟结果进行了对比.研究表明,①非线性杆元法在模拟纳米材料的准静态力学特性方面是有效的,计算效率却比分子动力学方法高出3个数量级以上.②当C60晶体薄膜的拉、压应变分别至14%和7%附近时,C60晶体薄膜达到了它的拉、压承载极限.

关键词: 非线性杆元法 , 分子动力学 , C60晶体薄膜 , 纳米材料 , 力学特性