Стр. 2 - С.О. Юрченко, Н.П. Крючков - Компьютерное моделирование переходов «порядок—беспорядок» при тепловом и сдвиговом воздействии

194 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
весных состояний в аморфных структурах на данный момент отсут-
ствует.
Описание модели. В настоящей работе основное внимание уде-
лено влиянию температуры и сдвиговых напряжений на переход си-
стемы в неупорядоченное состояние, в силу чего параметры потенци-
ала ( ε, а) были приняты равными единице. Моделирование выполня-
лось с применением пакета LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular
Massively Parallel Simulator) [8]. Взаимодействие между частицами
описывалось потенциалом U, принятом в форме Леннарда—Джонса
(LJ):
12 6
4 , a a
U r r ε
⎡ ⎤
⎛ ⎞ ⎛ ⎞
= − ⎢ ⎥ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦
где r — расстояние между частицами.
Для изучения влияния температур на ФРР 2D-системы была рас-
смотрена система, состоящая из ≈25·103 частиц, исходная конфигу-
рация которых соответствует гексагональной решетке с плотностью
1. ρ= Температура системы изменялась от 0,3 до 3,1 с шагом 0,1
(здесь и далее температура измеряется в энергетических единицах
потенциала Леннарда—Джонса). Для идентификации момента плав-
ления системы выполнялся расчет величины
( ) ( ) [ ] 2 2 0 , 1
k k
k
r t r
N σ = − ∑
представляющей собой квадрат смещения частиц из их исходного
положения, усредненный за все время моделирования (подвижность
узлов).
На рис. 1 показан вид исследуемой системы, подверженной силь-
ной сдвиговой деформации. Частицы граничных слоев (темные) фик-
сировались неподвижными, а к частицам центрального слоя (тем-
ным) прикладывалась горизонтальная сдвиговая сила ; F на осталь-
ные частицы (светлые) не накладывалось специальных условий.
Вдоль горизонтального направления были введены периодические
границы. В ходе моделирования область подвижных частиц была
разделена на 26 одинаковых горизонтальных слоев. Для каждого слоя
периодически выполнялось построение ФРР p(r) и профиля горизон-
тальной скорости vx(r). Серия вычислительных экспериментов про-
водилась при различных значениях температуры и сил, приложенных
к центральному слою.
Результаты моделирования. На рис. 2 дана зависимость пара-
метра σ от температуры Т; излом на графике соответствует темпера-