شبیه سازی دینامیک مولکولی رفتار شکست ساختارهای دو بعدی سیلیکون ژرمانیوم: اثر نقص هندسی و رشد ترک

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران.

10.22044/jsfm.2026.17661.4061

چکیده

در این مقاله، به منظور دستیابی به درک دقیق تری از رفتار مکانیکی نانوساختارهای سیلیکون ژرمانیوم، شبیه سازی دینامیک مولکولی با استفاده از نرم افزار لمپس مورد استفاده قرار گرفت. در همین راستا، خواص مکانیکی نانوصفحات سیلیکون ژرمانیوم در بازه ی دمایی 100 تا 900 کلوین و در حضور نقص‌های بیضوی و ترک های منشعب مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که این نانوصفحات در راستای آرمچیر از استحکام بیشتری نسبت به زیگزاگ برخوردارند و افزایش دما موجب کاهش پیوسته ی خواص مکانیکی می‌شود. همچنین، مشخص شد که افزایش شعاع نقص هندسی باعث افت مدول یانگ و تنش شکست شده و رشد ترک منشعب از نقص بیضوی تاثیر قابل‌ توجهی بر کاهش چقرمگی و انرژی شکست دارد. در نهایت، مقادیر خواص مکانیکی به کمک الگوریتم ازدحام ذرات بهینه سازی شد. این نتایج نظری تصویر مفیدی از اثر نقص های هندسی بر رفتار مکانیکی نانوصفحات سیلیکون ژرمانیوم را تشکیل می دهد که می تواند برای مهندسی نقص مواد دو بعدی مفید باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات