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--- adf:stress_reaxff2020 [2021/07/17 19:44] – [结果分析] liu.jun
+++ adf:stress_reaxff2020 [2022/03/03 21:30] (当前版本) – 移除 liu.jun
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-======环氧聚合物的力学性质（杨氏模量、屈服点、泊松比）======
-要求软件版本号AMS2020以上。
-=====参考文献=====
-  * [[https://doi.org/10.1002/polb.24539|Radue, Jensen, Gowtham, Klimek-McDonald, King and Odegard, J. Polym. Sci. B, 56, 255-264 (2018)]]
-=====注=====
-  * 本案例较为耗时，16核并行计算，约1天内完成。
-  * 本文分子结构由Matthew S. Radue提供，这种纠缠交叉结构建模参考：[[adf:buldpolymers]]。
-  * [[adf:tetra_epoxy|分子结构下载（复制该内容，在Input窗口粘贴即可）]]
-=====参数设置=====
-AMSinput > File > Import Coordinates，读取下载下来的分子结构。
-====一般性分子动力学参数====
-{{ :adf:stress_strain_npt_settings01.png?650 |}}
-模拟时间长度200万 * 0.25 fs=500 ps，因为不关心轨迹本身的详细情况，因此每隔2000步保存一次轨迹，这样轨迹文件大大减小：
-{{ :adf:stress_strain_npt_settings02.png?350 |}}
-设置温度为300.15 K、阻尼常数100fs：
-{{ :adf:stress_strain_npt_settings03.png?350 |}}
-设置压强101000 Pa，类似设置阻尼常数1500fs，并指定Cell的YZ方向为可以压缩/扩张的区域，X方向尺寸不改变：
-{{ :adf:stress_strain_npt_settings04.png?350 |}}
-这对应的是单轴应变，这将允许我们考虑泊松收缩。
-====拉伸速率设置====
-文献中，在1 ns的过程中施加了20%的线性应变。由于我们只模拟了500ps，为了提高计算效率，总应变减小到10%。定义应变的简单方法是：将应变类型定义为线性，同时注意应变结束时矢量的最终长度。这里，我们需要确认a方向晶格矢量的长度。
-Model → Lattice:
-{{ :adf:stress_strain_npt_settings05.png?350 |}}
-当前a方向晶格矢量的长度为37.59793 Å，拉伸10%后变为41.36 Å。因此定义形变：
-Model → MD deformation，分别输入2000000形变耗时总步数（从第1步开始，2000000步终止形变），以及最终a晶格矢量的长度：
-{{ :adf:stress_strain_npt_settings06.png?350 |}}
-Target length为0的项，会被忽略掉。
-保存任务（例如命名为tetra_strain_a）并运行。
-=====结果分析=====
-用户需要一个python脚本(stress_strain_curve.py)来自动分析结果。{{ :adf:stress_strain_curve.rar |点击下载该脚本}}，并将其保存到该任务所在的文件夹内。然后在命令行中，进入该文件夹，在AMS环境变量生效的前提下（双击运行ams202*.*/adf_command_line.bat打开命令行输入sh或bash回车，之后就可以像Linux一样使用脚本了，并且AMS的环境变量已经自动生效了），执行：
-<code bash>
-$AMSBIN/startpython stress_strain_curve.py tetra_strain_a.rxkf
-</code>
-正常结束，将生成文件stress-strain-curve.csv，这个文件可以用Excel打开：
-<code bash>
-# strain_x, strain_y, strain_z, stress_xx, stress_yy, stress_zz
-.0001 -0.0012 0.0016 -0.0126 0.0107 -0.0142
-.0002 0.0003 0.0025 ...
-</code>
-使用这些数据，可以做出曲线。下图是y方向应力曲线（纵坐标为Stress_yy，横坐标为Stain_y），：
-{{ :adf:stress_reaxff06.png?550 }}
-{{ :adf:stress_reaxff07.png?550 }}
-从这一个小的拉伸范围，线性拟合出的斜率得到杨氏模量为6.10GPa。屈服点（平坦蓝线线性拟合得到粗红线，0.2％平移后与蓝线的交叉点）的坐标（0.03，0.20）
-泊松比（Poisson’s ratio，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值，也叫<color green>横向变形系数</color>，它是反映材料横向变形的<color green>弹性常数</color>），本例中可以用第二列数据（也即是strain_y）作为横坐标，第一、三列（strain_x、strain_z）作为纵坐标，得到泊松比：(0.54 + 0.20)/2 = 0.37
-{{ :adf:stress_reaxff08.png?550 }}

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