مدل سازي نانو مكانيك انتشار ترك در يك سطح زبر كاتوره اي

Nano mechanics modeling of crack propagation in a randomly rough surface

از روش شبيه سازي ديناميك ملكولي (MD) متكي بر پتانسيلهاي پيشرفته بس ذره اي بين اتمي استفاده كرديم و اشاعه ترك در يك صفحه دو بعدي (2D) فلزي در مقياس نانو، كه از زبري كاتوره اي برخوردار است، را مدل سازي نموديم ، اين سطح با استفاده از روش حركت براي فركتالي (FBM) ، زبر مي شود و مي بينيم كه افت و خيزها در سرعت ترك، كه در سطوح تخت نيز مشاهده شده اند و به پديده انشقاق تركه منجر مي شوند ، در سطح زبر هم مشاهده مي شوند و نوع ديگري از افت و خيزها مي سرعت خود را همسو با زبري سطح نمايان مي سازند. افزون بر اين، ديده مي شود كه با افزايش زبري ، تنش بحراني جهت آغاز اشاعه ترك از حالت ايستا نيز افزايش پيدا مي كند، و افت و خيزها در سرعت ترك زودتر ظاهر مي شوند.

Employing molecular dynamics (MD) method, based on very accurate many-body interatomic potentials, we have investigated the problem of crack propagation in randomly rough two-dimensional metallic surfaces at the nano-scales. These surfaces were generated via Fractal Brownian Motion (FBM) method. We observed fluctuation in the crack velocity and the bifurcation of the crack trajectory, both of which have also been observed in flat, mirror-like surfaces and that other types of fluctuations in the velocity, not observed in the propagation in flat surfaces, and commensurate with the degree of the surface roughness, also emerge. These latter type fluctuations are associated with the crack propagation in rough surfaces. In addition, we have found that, the critical stress to initiate the movement of an already existing static crack, increases as the roughness increases