[发明专利]一种高效的纳米切削分子动力学数值模拟方法

摘要

本发明涉及一种高效的纳米切削分子动力学数值模拟方法，在仿真开始时只建立工件模型的局部片段，随着刀具向前运动并足够接近当前工件边界时，将新的材料片段接入当前工件前方；同时，在仿真的中后期，对远离刀具的已切削部分原子进行删除，在整个计算周期内工件模型是动态调整的。

主权项

1.一种高效的纳米切削分子动力学数值模拟方法，在仿真开始时只建立工件模型的局部片段，随着刀具向前运动并足够接近当前工件边界时，将新的材料片段接入当前工件前方；同时，在仿真的中后期，对远离刀具的已切削部分原子进行删除，在整个计算周期内工件模型是动态调整的。包括下列三个步骤：1)确定仿真参数：包括工件模型与刀具的晶格结构，工件模型的长度、高度与厚度，刀具的刃口半径、前角与后角，切削深度与速度，并确定包括原子间相互作用的势能函数和时间积分步长的分子动力学计算相关参数；设H为工件模型高度，O为刀具刃口半径对应的圆心，L为此圆心与前方工件边界的距离，H与L大于4倍切削深度；2)工件模型的拼接：随着计算的进行，L不断减小，当L达到4倍切削深度时进行拼接；将与工件模型等高的材料片段与当前模型的边界对齐，需要保证交界处具有正常的原子排列而不出现畸变，实现原工件模型沿切削方向的延长；3)工件模型的裁剪：设刀具刃口圆心为O，刃口半径为r，计算时保留刀具后方长度范围D内的工件模型，将该范围外的工件原子删除。