摘要本文采用分子动力学模拟的方法分别建立了 Al 中位错模型和 Al 中存在 Cu 团簇的模型。并模拟分析了 Al 中位错运动与切应力大小以及温度高低的关系。随 后又模拟了 Al 中位错通过 Cu 团簇所形成 GP 区时位错变化，并得到以下结论：（1） Al 中位错在施加剪切应力作用的情况下会沿着滑移面滑移滑移运动，其运动速度 与所施加的应力有关，施加应力越大运动速度越大。

（2）Al 中位错运动与温度也存在着一定的关系，在一定剪切应力的作用下，温 度越低，位错运动速度越大。68571

（3）Al 中位错可以和 Cu 团簇形成的 GP 区相互作用，位错接近 Cu 团簇时，会 受到 Cu 团簇的吸引，此外越接近 Cu 团簇的部分运动速度越快。而离开 Cu 团簇 时，同样受到 Cu 团簇的作用，使其很难脱离 Cu 团簇，接近团簇的位置运动速度 会显著下降，位错线形成一定角度的弯曲。位错切过 Cu 团簇时，GP 区发生层错 现象。

毕业论文关键词 Al-Cu 合⾦金 GP 区 位错 Cu 团簇 分⼦子动⼒力学模拟

Title The Molecular Dynamics Simulation  of The Motion  of   Edge

Dislocation and The Interaction Between Nano Cu Precipitation and Dislocation in Al-Cu Alloy

Abstract 

In this work, molecular dynamic simulation method is used to establish Al dislocation model and Cu clusters in Al model. And reanalyze the relationship between the movement of dislocations in Al and shear stress(temperature).Then, we simulate the dislocation in Al go through Cu clusters which we also call GP zone and we obtain the following conclusion:

(1) When we apply shear stress in Al dislocation, it will move along the slip surface. The velocity of movement is related to the applied stress. The more stress it gets, the faster the dislocation is moving.

(2) The velocity of movement is related to the temperature. In certain shear stress. The lower the temperature it gets, the faster the dislocation is moving.

(3) The dislocation in Al has an interaction with GP zone. The dislocation will attract by Cu clusters. When it is close to Cu clusters. the more it is close to Cu clusters, the faster it is moving. When it is far away from the Cu clusters. The more it is close to  Cu

clusters, the slower it is moving. The dislocation line forms an angle.

Keywords  Al-Cu  alloy  GP  zone  dislocation  Cu      clusters simulation

目 次

1 绪论 1

1.1 引言 1

1.2Al-Cu 合金强化机理 1

1.3 分子动力学简介 4

1.4 分子动力学模拟在材料学中的应用 7

2 势函数模拟及位错结构的建立 8

2.1Al-Cu 合金势函数 8

2.2 位错结构模型建立 9

3 Al 中位错运动的分子动力学模拟 11

3.1  温度与位错运动速度的关系 11

3.2  应力与位错运动速度的关系 14

4 Al-Cu 合金中位错与 GP 区相互作用模拟 19

结论 24

致谢 25