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Molecular dynamics simulations of edge cracks in copper and aluminum single crystals

机译：铜和铝单晶边缘裂纹的分子动力学模拟

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Edge cracks in Cu and Al single crystals under mode Ⅰ loading conditions are investigated using molecular dynamics simulations. Calculations are carried out at 0 K and the embedded atom method potentials are adopted for (100)[011] edge crack systems. Five different crack lengths are employed to examine the effects of crack length on the fracture behavior of each material. The results show that Cu and Al exhibit different fracture mechanisms. The overall failure feature of Cu is brittle except for the shortest crack, for which the emission of dislocations preceded crack propagation. All the edge cracks in Al are extended through void nucleation and coalescence, and a zigzag fracture pattern is observed for each crack. Detailed analysis shows that the strikingly different fracture behavior of the two materials is the result of their different vacancy-formation energies and surface energies.
机译：利用分子动力学模拟研究了模式Ⅰ加载条件下Cu和Al单晶的边缘裂纹。计算是在0 K下进行的，并且对于（100）[011]边缘裂纹系统采用了嵌入原子方法的电势。使用五种不同的裂纹长度来检查裂纹长度对每种材料的断裂行为的影响。结果表明，Cu和Al表现出不同的断裂机理。除了最短的裂纹外，Cu的整体破坏特征是脆性的，因为在裂纹扩展之前，位错的释放是最短的。 Al的所有边缘裂纹均通过空核和聚结而扩展，并且观察到每个裂纹均呈锯齿形断裂。详细分析表明，两种材料的断裂行为显着不同是其空位形成能和表面能不同的结果。

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