微结构的纳米切削机理及其力学特性基础理论研究

本项目以超大规模分子动力学并行计算技术、蒙特卡罗方法、微观断裂力学理论为依据，建立微结构件表面形成过程的离散仿真模型。然后，采用并行分子动力学方法对微结构超精密加工过程进行模拟仿真，将表面吸附和驰豫效应作用于微结构工件，获得具有非理想表面和亚表层的微构件模型。在此基础上，建立起考虑加工过程影响因素的微结构件力学模型，在分子或分子团的尺度上研究微结构件的强度、刚度及动态特性，进而分析非理想微结构的残余应力、加工变质层和加工缺陷等因素对微构件力学行为的影响。同时，以扫描探针显微镜为主要实验设备，对微结构特征进行加工和测试等试验，将仿真与实验结果进行比较分析，验证理论分析的正确性。本项目的研究将为建立微结构分析的理论体系和设计准则奠定重要的基础，对推进微结构的实用化具有现实的理论意义和实用价值。