相同尺寸的扶手椅型石墨烯与碳纳米管的拉伸力学性能分析Word格式文档下载.docx
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见下图:
4、在菜单栏中:
Build→crystals→rebuildcrystal中改变a,b,c的值调整盒子大小。
5、在菜单栏中:
Build→symmetry→supercell改变supercellrange得到你多胞多层的石墨烯我用MS建立模型的尺寸依据是2.5nm×
20nm。
其中
A:
碳纳米管(swnt)的具体尺寸为2.56nm×
19.56nm,沿Z向拉伸;
B:
单层石墨烯(graphene)的具体尺寸为2.56nm×
19.54nm,沿Y向拉伸。
在进行supercell设置时,swnt的A、B值不变,C=80;
在lattice设置中a=25.6Å
b=195.6Å
supercell设置时,graphene的C值不变,A=46,B=80;
b=195.4Å
。
6、当设置完以上参数后,把光标点在模型上,右击,在弹出的菜单中点击
,出来如下图所示的图框:
如果模型的长度只是你理想的设定值,那么直接关掉对话框;
若调整c方向尺寸,则点击
上下调整C值大小。
7、点击
,在弹出的菜单中,点击
,在它的的小菜单中做如下设置:
8、点击setup,在弹出的对话框中做如下设置:
(设置力场系数)选cvff,,然后再点击
,在下一个框面点击
当看到ms界面左下角先出现
,然后变为
就可以输出设置了。
9、点击
,在下拉菜单中选
在弹出的对话框中,设置如下:
要在你保存“SWNT.stp”的文件夹中保存文件,文件格式为”*.car;
*.cor”。
10、在保存的文件夹中应包括如下蓝色框选文件(力场系数):
同时还要有lmp_win.exe这个执行程序(如果在win7下运行计算的话)和potencials文件夹。
11、在DOS系统下编译输出原子坐标。
点击开始,在菜单最下面的的空格中输入“cmd”点击回车。
弹出对话框如图:
12、如果文件路径为
,则在黑框中做如下输入:
下面就是MS生成的文件要转换成能被Lammps识别、读取的文件并计算原子坐标:
然后在生成的
中修改相关信息。
修改前如图:
修改后如图:
要注意的是:
Masses与Atoms的行间距;
在坐标的下面数据是要全部删除的;
在原子坐标的最后一行不要留空行。
点击保存即可。
至此,整个模型部分完成。
二、编写in文件
lammps做分子动力学模拟时,需要一个输入文件(inputscript),也就是in文件,以及关于体系的原子坐标之类的信息的文件(datafile)。
lammps在执行计算的时候,从这个in文件中读入命令,所以对LAMMPS的使用最主要的就是对in文件的编写和使用。
在编写in文件时要注意的几处地方:
1、read_data后的数据文件名称一定要和建模导出的数据文件名一致;
2、pair_coeff中原子类型要与data文件中的atomtypes数目一致,在atoms中对第二列原子类型数也要做相应的修改;
3、在region区域定义中,注意拉伸方向的限制范围的表示方式;
4、velocity中温度的数值是整数型不是浮点型;
5、fix中系统的选取一般是nvt,在弛豫时温度的设定可以适当低些以便于更快的达到能量最低状态。
我在这里TstartTstop设为0.01K,Tdamp取为0.1;
6、compute应力strec时(in文件),指针数组x方向即为1,y方向即为2,z向为3;
7、想得到什么输出结果可以在thermo_style中设置;
8、dump输出图片格式应为“dump.*.cfg”,后面的坐标输出要严格根据lammpsmanual设定,输出步一般可以比循环运行的step多1或者与之相等。
9、对graphene在pair_style用的势函数是tersoff;
对于SWCNT,在pair_style用的势函数则为rebo即thesecondgenerationofBrenner。
相应的in文件在附件中。
3、计算结果
1、在win7下的计算:
打开文件所在路径:
cmd/cdMS5.5/cdcompare/lmp_win-in“in文件名”,然后点回车键,坐等计算结果就OK;
2、Lammps下的计算:
cd打开文件所在目录,mpd&
(打开mpd并行运算),mpirun-np4lmp_g++<
xx(in文件名)
四、结果分析:
最后的SWCNT应力应变如图:
相应的最小二次拟合为:
石墨烯的应力应变曲线:
相应的最小拟合曲线:
graphene-swcnt应力应变曲线:
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