跟着纳米时候的发展，东说念主们的重想法渐渐从宏不雅物体转向微不雅物体。由于纳米晶体金属及合金材料具有优胜的物理、化学、力学特色，越来越受到东说念主们的重 视，但是材料的短处严重影响着东说念主们的安全，是以盘问裂纹的扩张机制成为一项进军的盘问课题。 由于裂纹扩张在原子圭臬上进行，现在传统的宏不雅贯串介质力学照旧无法本心材料微不雅圭臬变形机理的盘问。近几十年来，分子能源学顺次手脚一种想象机模拟时候，处分了由多数原子构成的系统能源常识题，它大要揭示在微不雅圭臬下材料的变形和断裂的本色流程。尤其近几年来肛交颜射，想象机的飞快发展也为盘问裂纹扩张提供了可能。

为了深远盘问单晶铝在裂纹存在时的行动，开拓了两种三维单晶铝带有预制开动裂纹的模子。这两种模子是基于单晶铝的严格面心立方晶格结构想象的，其中晶格常数a被设定为0.405 nm，这是铝在室温下的典型晶格尺寸。秉承可视化分析处理软件ovito对编程获取的原子坐标数据，具体模子如图a、b所示：

图(a)和图(b)折柳为带有不同裂纹的单晶铝开动模子，使用神采将模子简单分区，在黄色区域加载Z标的正向载荷拉伸，研究拉伸流程中的裂纹扩张情况。两种模子的大小、尺寸疏通，使用疏通的EAM势函数进行单向载荷加载，获取的应力应变弧线、杨氏模量及屈服应力如图所示：

率先，图(c)和图(D)折柳展示了基于图(a)和图(b)模子的应力-应变弧线。这两条弧线直不雅地反应了材料在受到外力作用下的力学响应。从应力-应变弧线中咱们不错看出，尽管两种模子具有不同的开动裂纹格局，但它们对单晶铝的屈服应力影响并不显耀。这意味着在裂纹扩张之前，材料的弹性变形阶段和屈服点近邻的力学行动是雷同的，裂纹格局并不是决定屈服应力的主要要素。然则，当眼神转向杨氏模量这一参数时，情况有所不同。杨氏模量是姿色材料在弹性阶段对力的响应进度的物理量，它反应了材料抵御弹性变形的才调。从图(D)中咱们不错不雅察到，关于图(b)所示的模子，其短处格局（即特定的开动裂纹格局）导致了杨氏模量的相对增大。这标明在这种裂纹格局下，材料在弹性阶段对力的响应更为明锐，需要更大的力才能使材料发生疏通的弹性变形。

Ovito可视化图：

在单晶铝材料的裂纹扩张盘问中，不同的裂纹格局在疏通的势函数和加载速度下会展现出显耀的各别。这些各别不仅影响裂纹扩张的速度，还告成磋磨到裂纹扩张的宽度，这在材料的力学性能和寿命评估中具有进军兴味。在拉伸流程中，当单晶铝受到外力作用时，裂纹会首先扩张。在这个流程中，裂纹的扩张宽度是揣测裂纹扩张进度的一个进军办法。在疏通的应变要求下，即材料受到疏通进度的拉伸变形时，不同的裂纹格局会导致裂纹扩张宽度的赫然不同。图(e)中的裂纹在拉伸流程中展现出了较大的扩张宽度d1，这意味着裂纹的扩张更为迅速和显耀。这可能是由于图(e)中的裂纹格局更容易在拉伸流程中造成应力网络，从而促进裂纹的扩张。比较之下，图(f)中的裂纹在疏通应变下的扩张宽度d2较小，这标明裂纹的扩张相对较慢，或者裂纹的扩张受到了某种进度的扼制。

图(g)和图(h)折柳为图(a)和(b)在拉伸载荷作用下的原子应力网络清楚图肛交颜射，值得真贵的是，尽管预裂纹在图(a)和图(b)中的开拓状貌有所不同，但两者在拉伸载荷下的原子应力网络表象王人呈现出雷同的模式。具体来说，不管是哪种预裂纹模子，应力网络的区域王人主要网络在裂纹的四周。这一发现揭示了裂纹扩张流程中应力漫步的一个精深章程，也标明两种开拓状貌并不影响模拟的准确性且值得探索其微不雅变形机理。