袁玉全,曾祥国 , 胡燕飞

(1. 四川理工学院 理学院, 四川 自贡 643000；2. 四川大学 建筑与环境学院, 四川 成都 610065)

0 引言

材料中不可避免地存在着空位、孔洞、夹杂、微裂纹等各种微缺陷，严重影响材料的力学性能，材料的破坏往往是从这些微缺陷附近开始萌生.因此，微缺陷附近的变形过程和失效机理吸引了工程界和学术界的广泛关注.实验和理论表明，材料的特性取决于材料的原子结构与微观结构[1].尽管微观实验仪器扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)的分辨率都已经达到了原子尺寸量级，可以做到直接移动原子水平[2]，但目前人们要实现对裂纹尖端附近的变形和失效机理的动态观察仍然是非常困难的.随着计算机水平的发展，分子动力学模拟技术刚好弥补了这一不足，可以展现材料在这一过程区的微观动态过程.

已有大量利用分子动力学方法对材料变形和失效过程中缺陷附近微结构演化机理进行研究，Argon、Mullins、Dienes等[3-5]在20世纪80年代就利用分子动力学模拟方法进行了微裂纹的扩展研究，但限于当时的计算水平，他们重点研究了裂纹的扩展以及裂纹区域的脆-塑转变过程.随着计算水平的提高，研究体系的规模逐渐扩大，缺陷扩展过程中位错、相变、孪晶等微结构演化机制也逐渐被研究.张永伟等[6]采用了三维的原子真实构型模拟了裂尖原子的位错发射和位错在裂尖附近的力学行为，得到了一系列有趣的结果.Zhou等[7]对三维裂尖处的位错……