Molecular dynamics studies on energy dissipation and void collapse in graded nanoporous nickel under shock compression

ما در حال انجام تحقیقات سیستماتیک در مورد تخلیه انرژی و فروپاشی خالی در نیکل نانو پودر درجه بندی شده توسط شبیه سازی های پویایی مولکولی غیر تعادل است. یافته شده است که شیب اندازه خالی بر روند تاریخچه زمان انحلال انرژی تاثیر می گذارد. در شرایط بارگذاری شوک قوی، زمانی که حفره ها به طور کامل سقوط می کنند، کل انرژی تخلیه تنها به تخلخل بستگی دارد و مستقل از گرادیان اندازه خالی در جهت شوک است. از بین بردن کل انرژی با افزایش تخلخل افزایش می یابد. با این حال، زمانی که تخلخل به یک مقدار بحرانی 6٪ افزایش یابد، میزان کل انرژی کاهش می یابد. افزایش تخلخل فراتر از این ارزش بحرانی باعث افزایش بیشتر در انحلال انرژی نمی شود. شبیه سازی نشان می دهد که سقوط حفره ها به اثر ترکیبی جریان پلاستیکی عرضی و طولی دیوار خالی مربوط می شود. دو مکانیسم سقوط حفره ها نشان داده شده است: مکانیزم پلاستیک و مکانیسم جابجایی داخلی. تحت شوک های نسبتا ضعیف، مکانیسم پلاستیکی، منجر به فروپاشی عرضی حفره ها می شود؛ در حالی که در قدرت های شوک قوی تر، مکانیسم جابجایی داخلی که منجر به جریان طولی می شود، نقش مهمی ایفا می کند. اولین زلزله های ظاهر شده در یک حادثه ممکن است در سطح نیمه جلو یا در سطح نیمه عقب، بسته به موقعیت خالی در نمونه و گرادیان اندازه خالی، به سمت هسته باشد. علاوه بر این، شبیه سازی ها توصیف کمی درباره اثرات شدت بارگذاری بر میزان انتشار انرژی و نرخ فروپاشی خالص ارائه می دهند. ما نشان می دهیم که سرعت تخلیه انرژی می تواند به خوبی با یک عمل چندجمله ای درجه دوم سرعت بارگیری شوک مطرح شود و نرخ فروپاشی خالی یک تابع خطی از سرعت بارگذاری شوک است.