کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7168835 1463034 2018 30 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Atomistic modelling of crack-inclusion interaction in graphene
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی اتمیستیک از تعامل ترک خوردگی در گرافن
کلمات کلیدی
گرافن، شکستگی، ورودی، نانومکانیک، رشته تنش کج خلقی، دینامیک مولکولی،
ترجمه چکیده
در مکانیک شکست شکست پیوسته، به خوبی ثابت شده است که وجود کرک در نزدیکی ورودی منجر به تغییر قابل توجهی در ناحیه تنش کرک گردان می شود. با این حال، مشخص نیست که چگونه متقابل اتمیزاسیون ترک خوردگی، خود را در مقیاس نانو نشان می دهد، در حالی که توضیحات پیوسته ماده از بین می رود. در این کار، ما شبیه سازی های پویایی مولکولی را انجام دادیم تا به بررسی تعاملات موجود در مقادیر نیترید بور در مقیاس اتمی با ترک لبه در یک ورق گرافن. شبیه سازی های عددی آزمون های کششی نانومقیاس برای نمونه های گرافن حاوی ترک لبه و ورودی دایره ای بدست آمده است. تجزیه و تحلیل استرس از نمونه ها نشان می دهد که ماهیت پیچیده وضعیت استرس در نوک کرک به دلیل ترک خوردگی تعامل. نتایج نشان می دهد که محصور شدن باعث افزایش (تقویت) یا کاهش (محافظ) استرس تنزل کرک می شود بسته به محل قرارگیری مربوط به نوک کرک. آزمایش های عددی ما نشان می دهد که ترکیبات مکان های خاص می تواند منجر به کاهش مقاومت در برابر شکست گرافن شود. نتایج مطالعات متقابل ترک خوردگی با نتایج متناظر با مشکل متقابل ترک خوردگی مقطعی مقایسه شد. این مطالعه همچنین بینشی را در مورد کاربرد مدل های تعامل کراس - میکرو ضعیف مستقل ثابت شده برای مسائل مربوط به مقیاس اتمی ارائه می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
مدل سازی اتمیستیک از تعامل ترک خوردگی در گرافن
چکیده انگلیسی
In continuum fracture mechanics, it is well established that the presence of crack near an inclusion leads to a significant change in the crack-tip stress field. However, it is unclear how atomistic crack-inclusion interaction manifests itself at the nanoscale where the continuum description of matter breaks down. In this work, we conducted molecular dynamics simulations to investigate the interactions of an atomic-scale boron nitride inclusion with an edge crack in a graphene sheet. Numerical simulations of nanoscale tensile tests were obtained for graphene samples containing an edge crack and a circular inclusion. Stress analysis of the samples show the complex nature of the stress state at the crack-tip due to the crack-inclusion interaction. Results reveal that the inclusion results in an increase (amplification) or a decrease (shielding) of the crack-tip stress field depending on the location of the inclusion relative to the crack-tip. Our numerical experiments unveil that inclusions of specific locations could lead to a reduction in the fracture resistance of graphene. Results of the crack-inclusion interaction study were compared with the corresponding results of crack-hole interaction problem. The study also provides an insight into the applicability of well-established continuum crack-microdefect interaction models for the corresponding atomic scale problems.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Engineering Fracture Mechanics - Volume 195, 15 May 2018, Pages 92-103
نویسندگان
, , ,