隨著微機(jī)電系統(tǒng)向納機(jī)電系統(tǒng)過(guò)渡,系統(tǒng)中器件尺寸逐漸逼近納米級(jí),器件材料表現(xiàn)出和宏觀材料不同的特性。銅鉛合金由于良好的自潤(rùn)滑性能和減磨性常用于軸承上,當(dāng)軸承承受較大的機(jī)械載荷時(shí)其工作表面發(fā)生變形使得軸承精度降低,從而影響機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度和平穩(wěn)性。本文通過(guò)研究納米級(jí)銅鉛合金變形特性,為納機(jī)電系統(tǒng)中軸承的性能強(qiáng)化和失效預(yù)防提供技術(shù)支持。首先,本文基于分子動(dòng)力學(xué)理論,采用Voronoi法建立銅鉛合金仿真模型,選擇嵌入原子勢(shì)描述銅鉛合金原子間相互作用,通過(guò)彈性常數(shù)和結(jié)合能的仿真值與實(shí)驗(yàn)值的對(duì)比驗(yàn)證了所選嵌入式勢(shì)函數(shù)的準(zhǔn)確性。其次,通過(guò)LAMMPS仿真平臺(tái)對(duì)銅鉛合金模型充分弛豫和施加拉伸載荷。弛豫結(jié)果表明鉛原子使得模型晶界剪應(yīng)力降低、晶界勢(shì)能升高、晶界CSP值增加,且隨著鉛原子比例的增加,不同晶界結(jié)構(gòu)的剪應(yīng)力和勢(shì)能呈線性變化。拉伸結(jié)果表明,不同鉛原子比例的銅鉛合金在拉伸過(guò)程中的裂紋擴(kuò)展存在方向差異。鉛原子比例的增加使得銅鉛合金彈性模量減小、極限強(qiáng)度先減小后增加,鉛原子的增多能明顯抑制晶粒內(nèi)部位錯(cuò)層。拉伸過(guò)程中晶界和晶粒的勢(shì)能變化曲線完全不同,晶界在拉伸變形中起主要作用。最后,對(duì)含有預(yù)制孔缺陷的銅...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景
    1.2 課題研究的目的與意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 純多晶拉伸力學(xué)性能的研究
        1.3.2 多晶合金拉伸力學(xué)性能的研究
        1.3.3 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡(jiǎn)析
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 分子動(dòng)力學(xué)理論及仿真模型建立
    2.1 引言
    2.2 分子動(dòng)力學(xué)理論
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 內(nèi)應(yīng)力計(jì)算
        2.2.3 缺陷分析
    2.3 仿真模型建立
    2.4 本章小結(jié)
第3章 銅鉛合金的嵌入式原子勢(shì)驗(yàn)證
    3.1 引言
    3.2 原子勢(shì)函數(shù)介紹
    3.3 銅鉛合金嵌入式原子勢(shì)驗(yàn)證
        3.3.1 銅鉛合金彈性常數(shù)的驗(yàn)證
        3.3.2 銅鉛合金結(jié)合能的驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 銅鉛合金拉伸變形特性的研究
    4.1 引言
    4.2 多晶銅和銅鉛合金拉伸變形特性的對(duì)比分析
        4.2.1 仿真方案
        4.2.2 多晶銅和銅鉛合金弛豫結(jié)果分析
        4.2.3 多晶銅和銅鉛合金拉伸結(jié)果分析
    4.3 鉛比例對(duì)銅鉛合金拉伸變形特性的影響
        4.3.1 仿真方案
        4.3.2 不同鉛比例銅鉛合金弛豫結(jié)果分析
        4.3.3 不同鉛比例銅鉛合金拉伸結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 孔缺陷對(duì)銅鉛合金拉伸變形特性的影響
    5.1 引言
    5.2 缺陷位置對(duì)銅鉛合金拉伸變形特性的影響
        5.2.1 孔缺陷位于晶粒
        5.2.2 孔缺陷位于晶界面
        5.2.3 孔缺陷位于三叉晶界
        5.2.4 孔缺陷位于頂點(diǎn)團(tuán)
    5.3 孔隙率對(duì)銅鉛合金拉伸變形特性的影響
        5.3.1 孔半徑對(duì)銅鉛合金拉伸變形特性的影響
        5.3.2 孔數(shù)量對(duì)銅鉛合金拉伸變形特性的影響
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3793494