[发明专利]一种基于分子动力学模拟的纳米材料塑性模量计算方法

权利要求书

1.一种基于分子动力学模拟的纳米材料塑性模量计算方法，其特征在于，包括以下步骤:

步骤一、建立纳米线分子动力学仿真模型；

步骤二、设置仿真参数；

步骤三、采用分子动力学模拟方法计算并输出纳米材料的应力应变数据；

步骤四、将应力应变数据绘制出应力应变曲线；

步骤五、找到应力应变曲线上的第一峰值点和第一下屈服点；

步骤六、按照塑性模量的定义求出塑性模量值。

2.根据权利要求1所述的基于分子动力学模拟的纳米材料塑性模量计算方法，其特征在于，步骤一中，建立纳米线分子动力学仿真模型是指基于LAMMPS软件建立三维尺寸为30a*6a*6a的长方体或者长为30a横截面直径为6a的圆柱体纳米线三维分子动力学仿真模型，a为所研究材料的晶格常数。

3.根据权利要求1所述的基于分子动力学模拟的纳米材料塑性模量计算方法，其特征在于，步骤二中，仿真参数是在LAMMPS软件中确定分子动力学模拟计算所必须的相关参数，包括应变率、温度、压强、时间步、势函数、系综选择、边界条件确定、外部载荷类型、系统控温和控压方法。

4.根据权利要求1所述的基于分子动力学模拟的纳米材料塑性模量计算方法，其特征在于，步骤五中，第一峰值点是指弹性极限点，第一下屈服点是连接后续非周期性波动的第一个最低临界点，也是第一次应力骤降幅度最大区段与下一个应力波动周期的拐点。

5.根据权利要求1所述的基于分子动力学模拟的纳米材料塑性模量计算方法，其特征在于，步骤六，塑性模量的定义是指应力应变曲线上在第一峰值点之后到第一下屈服点之间的一段呈线性函数关系的应力与应变的比值，塑性模量的公式为（1）-（3）；

式中：m是指在应力应变曲线中第一峰值点之后到第一下屈服点之间的一段呈现线性函数关系的的曲线段的数据数目，第一下屈服点下的应力，为第一峰值点下的应力，第一下屈服点下的应变，为第一峰值点下的应变。

6.根据权利要求5所述的基于分子动力学模拟的纳米材料塑性模量计算方法，其特征在于，实际计算求解塑性模量的值时是使用线性拟合的数据处理方法对塑性模量的曲线部分进行线性拟合，拟合后获得的斜率K作为塑性模量的值，斜率K的计算公式如公式（4）所示；

（4）。