lammps金属拉伸实例代码详解

LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) 是一款强大的分子动力学模拟软件，常用于研究材料科学中的力学行为。在金属拉伸实验中，你需要设置原子系统、施加外力并模拟其响应。这里提供一个基本的LAMMPS伪代码示例，它演示了如何创建一个简单的一维金属链模型，并对其进行拉伸：

# 首先，加载必要的模块
pair_style eam potential.pair

# 创建单位立方晶格的金属链
units metal
dimension 1
boundary p p p
create_box 0.5 0.5 0.5 1.0 1.0 1.0 # 1nm x 1nm x 1nm box with single atom spacing

# 定义原子类型和坐标
atom_style atomic
mass 127.65 # 例如铁原子质量
Atoms command

# 设置势能函数为EAM潜在能模型
pair_coeff * * Fe_EAM.eam.fs

# 系统排布，例如线性排列
set mol_id [atomselect type 1 id 1]
foreach i in {2 ... N_atoms} {
    set pos [expr i * lattice]
    move_to $mol_id $pos
}

# 初始化温度到绝对零度
velocity all create 0.0 1.0e-4 thermostat rescale 1.0 0.0

# 开始模拟
timestep 1
fix 1 all npt temp 0.0 0.0 10000 time 1000000 # 使用NPT ensemble进行拉伸，保持压力和温度

# 拉伸过程，比如每10万时间步增加一个长度
for {set step 0} {$step < 100000} {incr step 10000} {
    modify_box 0 0 0 1.0 [expr 1.0 + ($step / 100000.0)] [1.0] [1.0]
    run 10000
}

# 结果分析，如查看应力-strain曲线
variable stress ave[stress virial.xz] over all
print "Strain:", [expr ((box.x - box.xx0) / box.xx0)]
print "Stress:", $stress

这个例子非常基础，实际应用中可能需要对原子类型、位错引入、边界条件等进行更精细的设定，并配合Post-processing工具进行数据分析。