شبیه سازی خواص الاستیک نانو کامپوزیت Al-SiC با استفاده از روش دینامیک مولکولی

نویسندگان

1 مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

- در تحقیق حاضر از روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای پیش‌بینی خواص الاستیک شامل مدول الاستیک، مدول برشی و ضریب پواسون نانو کامپوزیت زمینه فلزی Al-SiC با درصدهای مختلف تقویت‌کننده استفاده شده است. برای انجام شبیه‌سازی از بسته‌ی نرم افزاری متن باز LAMMPS استفاده گردیده است. پس از قرار دادن اتم‌های آلومینیوم و سیلیکون کارباید در مکان‌های اولیه‌ خود، بین آن‌ها پتانسیل بین اتمی مناسب تعریف شده است. از پتانسیل EAM برای اتم‌های آلومینیوم، و از پتانسیل Morse برای اتم‌های Al-C و Al-Si و از پتانسیل Tersoff برای اتم‌های C-C، Si-C و Si-Si استفاده شده است. مقایسه نتایج شبیه‌سازی با مدل‌های میکرومکانیکی فگت، روس و هالپین- تسای نشان داده است که پیش‌بینی خواص الاستیک با توجه به اصول الاستیسیته حدی به مدل حد بالای فگت نزدیک است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of mechanical properties of Al-SiC nanocomposite using molecular dynamics method

نویسندگان [English]

  • R. Esmaeili 1
  • M.R. Dashtbayazi 2
1 Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman
2 Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman
چکیده [English]

In the present work, molecular dynamics simulation method was used for determining Young's modulus, Shear modulus and Poisson’s ratio of Al-SiC nanocomposites, with different volume fractions of the reinforcements. For simulation, the open source package, LAMMPS, was used. After putting Aluminum and Silicon Carbide atoms in their initial positions, interatomic potentials between them were defined. EAM potential was used for Aluminum atoms, Morse potential was used for Al-C and Al-Si, and for C-C, Si-C, and Si-Si Tersoff potential was used. According to the elastic bounding principal, and the comparison between the simulations results and Voigt, Ruess and Halpin-Tsai micromechanical models showed that the results were close to the upper bound Voigt model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • elastic properties
  • molecular dynamics simulation
  • nanocomposite
  • aluminum-silicon carbid

تحت نظارت وف ایرانی