高熵合金施加循环应力（正弦，三角函数）的分子动力学_Deform_疲劳_裂纹_材料_分子动力学_LAMMPS

高熵合金施加循环应力（正弦，三角函数）的分子动力学

高熵合金作为一类新型多主元合金，因其独特的成分设计理念而表现出优异的力学性能，如高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性以及出色的抗疲劳性能。与传统合金相比，在循环载荷下展现出独特的位错运动行为和损伤累积机制，为开发新型抗疲劳材料提供了广阔的研究空间。疲劳失效是工程结构件的主要破坏形式之一，通常由循环应力（如正弦波载荷）作用下的微观缺陷（如位错聚集、裂纹萌生与扩展）逐渐累积所致。分子动力学（MD）模拟能够在原子尺度揭示高熵合金在循环载荷下的微观过程，为理解其抗疲劳机理提供重要依据。然而，目前针对高熵合金在正弦波循环应力下的MD研究仍较为有限，尤其是不同成分、温度及加载频率对疲劳行为的影响仍需深入探索。本研究拟通过分子动力学模拟，对其开展研究。

1：建立长宽高均为150埃米的正方形盒子，在内部填充Ni、Fe、Cr三种原子：

建立的模型如下图所示：

初始模型在NPT系综平衡后，在温度为800K、周期为50ps，拉伸速率以正弦函数变化，最大拉伸速率为0.05s-1的条件下，使用loop命令循环10次，使用 fix 3 all deform 100 x erate ${speed} remap x units box命令，在x方向进行拉伸。

在lammps中拉伸的命令设置如下

模拟结束之后，在origin中画出x方向应变随时间的变化情况：从图中可以看出应变符合正弦函数。

2：在上述条件下，将正弦函数可调整为三角形，同样拉伸10次结果下图所示，同样验证良好。

本次模拟主要更改了应变的函数形式，温度，拉伸频率，周期都是固定的，后续可通过更改参数，进行更广泛的研究，如峰值，循环次数，合金成分以及尺寸的影响，也可进一步增加缺陷，探究缺陷对拉伸的影响。

来源：320科技工作室

Lumerical系列模块联合仿真中红外硅基电光调制器

电光调制器，一种通过外部手段改变材料折射率的光电子器件，常用于电信号与光信号转换过程。现实当中电光调制器种类繁多，诸如铌酸锂基的电光调制器、硅基的电光调制器、基于等离子共振色散的电光调制器等等。然而，这些调制器原理不一样，这造就了分析调制器的原理和方法不能放之四海而皆准，必然是针对具体问题要采用特定的方法和技巧。考虑到硅基电光调制器的成熟工艺，下文将展现仿真硅基电光调制的整个流程。后面若有机会再分享铌酸锂基电光调制器和基于等离子共振色散的电光调制器。在这里，硅基调制器的几何结构以发表在Photonic research【High-speed silicon photonic Mach–Zehnder modulator at 2 μm】的文章为案例。具体参数如下图所示：其中，不同区域的载流子浓度如下表格所示：P81e17/cm3P+21e18/cm3P++1e19/cm3N41e17/cm3N+21e18/cm3N++1e19/cm3接下来，我们使用Charge模块分析电压驱动下硅材料的复数折射率的变化。当然，有些研究者比较理想化地考虑电驱动硅材料的掺杂载流子对其折射率的影响，往往采用下面的公式进行计算：这样的公式把掺杂硅材料理想花为具有电气化过程的Drude材料模型。但是，我们希望计算薛定谔方程等方式，更加真实反应掺杂硅材料在电驱动下的折射率改变情况。因此，我们在charge模块中构建了几何模型，如下图所示。通过施加不同的电压，得到的载流子分布图如下：这些图证明该模型在分析掺杂硅料构建的电光调制能够被电压驱动。然后把载流子分布数据导出来，在Mode Solution里面分析模式有效折射率变化。在Mode Solution里构建波导几何结构，导入载流子分布数据之后图如下所示。硅材料与载流子分布数据在一起之后，通过扫描驱动电压就可以获得模式有效折射率变化。接下，把折射率变化数据导入Interconnect中做长距离【L=5mm】的传输效率计算到这里就已经从模式分析、电压驱动掺杂过程、电压驱动模式有效折射率变化以及长距离的传输效率把掺杂硅基电光调制器进行全过程分析了一遍。尽管如此，限于篇幅，详细的过程在后面继续介绍。来源：320科技工作室