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本课程属于：018-分子动力学与LAMMPS材料模拟 先进材料、材料计算与可靠性工程 · 共 11 门相关课程，组合学习更完整。
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裂纹扩展分子动力学模拟工程

共计 30 章节
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01
课程导入与工程问题界定
目标=裂纹扩展在材料失效中的角色 · 分子动力学模拟的适用边界 · 课程项目目标与交付物定义
课程导入工程问题界定
02
分子动力学基础回顾
目标=原子间势函数 · 运动方程 · 系综与边界条件
分子动力学基础回…目标=原子间势函…
03
裂纹扩展的物理图像与关键参量
目标=应力强度因子 · 能量释放率 · 裂纹尖端场
裂纹扩展的物理图…关键参量
04
原子尺度裂纹模型构建
目标=单晶/多晶模型 · 裂纹初始构型 · 晶体取向
原子尺度裂纹模型…目标=单晶
05
势函数选择与验证
目标=EAM · MEAM · Tersoff
势函数选择验证
06
边界条件与加载方式
目标=固定边界 · 柔性边界 · 周期性边界
边界条件加载方式
07
裂纹尖端识别与追踪算法
目标=原子级裂纹尖端定义 · 中心对称参数 · 共同近邻分析
裂纹尖端识别追踪算法
08
应力与应变场计算
目标=维里应力 · 原子应变 · 局部应力强度因子提取
应力应变场计算
09
能量释放率与断裂韧性计算
目标=Griffith准则的原子尺度… · J积分 · 能量差方法
能量释放率断裂韧性计算
10
温度与热效应
目标=热涨落对裂纹扩展的影响 · NVT/NPT系综选择 · 热激活裂纹扩展
温度热效应
11
应变率效应与加载速率
目标=分子动力学时间尺度限制 · 高应变率下的裂纹行为 · 速率依赖的韧脆转变
应变率效应加载速率
12
位错发射与裂纹尖端塑性
目标=裂纹尖端位错形核判据 · 位错-裂纹相互作用 · 塑性区演化
位错发射裂纹尖端塑性
13
晶界与界面裂纹扩展
目标=双晶模型 · 晶界取向差 · 晶界偏析
晶界界面裂纹扩展
14
孔洞与微裂纹相互作用
目标=孔洞萌生 · 孔洞-裂纹连接 · 损伤演化
孔洞微裂纹相互作用
15
氢脆与环境效应
目标=氢原子扩散 · 氢致裂纹扩展 · 氢-位错相互作用
氢脆环境效应
16
合金与溶质原子效应
目标=溶质偏析对裂纹尖端行为的影响 · 溶质拖曳 · 固溶强化与脆化
合金溶质原子效应
17
纳米裂纹与尺寸效应
目标=纳米尺度裂纹扩展的尺寸依赖性 · 表面应力效应 · 小尺度断裂韧性
纳米裂纹尺寸效应
18
动态裂纹扩展与波传播
目标=动态裂纹扩展速度 · 裂纹分支 · 声子发射
动态裂纹扩展波传播
19
疲劳裂纹扩展的原子模拟
目标=循环加载 · 裂纹闭合 · 疲劳损伤累积
疲劳裂纹扩展的原…目标=循环加载
20
多尺度耦合方法
目标=分子动力学与连续介质耦合 · QC · CADD
多尺度耦合方法目标=分子动力学
21
机器学习势函数在裂纹模拟中的应用
目标=神经网络势 · 高斯近似势 · 主动学习
机器学习势函数裂纹模拟
22
大规模并行与GPU加速
目标=LAMMPS/GPUMD并行策… · 区域分解 · 负载均衡
GPU大规模并行
23
裂纹扩展模拟的标准化流程
目标=输入脚本 · 势函数文件 · 加载协议
裂纹扩展模拟的标…目标=输入脚本
24
结果分析与可视化
目标=OVITO/VMD后处理 · 裂纹路径图 · 应力云图
结果分析可视化
25
不确定性量化与统计误差
目标=势函数不确定性 · 热涨落 · 样本量
不确定性量化统计误差
26
工程案例一
目标=金属基复合材料界面裂纹扩展模拟 · 从模型构建到失效机制分析
工程案例一目标=金属基复合…
27
工程案例二
目标=高温合金蠕变裂纹扩展的分子动力… · 结合实验对比与参数标定
工程案例二目标=高温合金蠕…
28
工程案例三
目标=二维材料与范德华异质结裂纹扩展 · 层间滑移 · 撕裂与边缘裂纹
工程案例三目标=二维材料
29
工程案例四
目标=核材料辐照缺陷对裂纹扩展的影响 · 缺陷-裂纹相互作用与辐照硬化/脆化
工程案例四目标=核材料辐照…
30
课程项目综合实战与成果汇报
目标=独立完成一个裂纹扩展分子动力学… · 撰写技术报告并进行同行评审
课程项目综合实战成果汇报