Atomistic Modeling of Materials Failure

La modélisation atomistique de la défaillance des matériaux est une introduction aux techniques de modélisation moléculaire et atomistique appliquées à la fracture et à la déformation des solides. En se concentrant sur une variété de matériaux fragiles, ductiles, géométriquement confinés et biologiques, cet aperçu détaillé inclut des méthodes de calcul à l'échelle atomique et décrit comment ces techniques peuvent être utilisées pour modéliser la dynamique des fissures et d'autres mécanismes de déformation. Une description complète de la dynamique moléculaire (MD) en tant qu'outil de modélisation numérique couvre l'utilisation de potentiels interatomiques classiques et la mise en œuvre d'installations de calcul massivement parallèles à grande échelle, en plus des philosophies générales de construction de modèles, de simulation, d'interprétation et d'analyse des résultats. Les lecteurs trouveront une discussion analytique des techniques numériques ainsi qu'un examen des fondamentaux mathématiques et physiques requis. Des applications exemples pour des matériaux spécifiques, tels que le silicium, le cuivre et les protéines fibreuses, sont fournies comme études de cas pour chacune des techniques, des domaines et des problèmes abordés. Offrant un examen approfondi des techniques de modélisation multi-échelle qui relient avec succès les méthodes atomistiques et mécaniques des milieux continus, la modélisation atomistique de la défaillance des matériaux est une référence précieuse pour les ingénieurs, les scientifiques des matériaux et les chercheurs dans le milieu académique et industriel.