运用分子动力学方法模拟了制冷剂氨的饱和液态热物理性质。采用典型的site-site势能模型模拟了制冷剂氨的饱和液态密度和比焓,将模拟结果与美国国家标准研究所（NIST）数据库的值进行了对比,最大相对偏差分别在1.5%（密度）以内和3.2%（比焓）以内。对比结果表明：采用合理的势能模型和参数,运用该模拟方法预测单一组分工质的热物理性质是可行的。

结合原子力显微镜实验及分子动力学模拟,研究刻蚀加工机理,分析了针尖弹性模量、几何形状、磨损等工具因素,刻蚀力、进给量、加工速度等工艺因素,加工材料性质、表面质量等工件因素对加工的影响及作用机理。

为探究端面密封材料S-07不锈钢在不同参数下的摩擦学行为,构建纳米尺度下S-07不锈钢的摩擦磨损模型,以对偶件的压入深度和滑动速度作为变量,研究S-07不锈钢表面摩擦学性能及形貌变化。结果表明:随着摩擦相对滑动速度的增加(50、100、150 m/s),S-07不锈钢磨损表面粗糙度降低;随着对偶件压入深度(0.3、0.6、0.9 nm)的增大,摩擦因数呈上升趋势;磨损量随压入深度增大而增大,随滑动速度上升呈下降趋势。在微观尺度上,从位错、塑性变形等角度解释了在不同磨损条件下S-07不锈钢性能变化的原因,为该材料适用摩擦工况的选择提供了理论参考。

磁流变液优异的力学性能与高效的可控性能使其成为具有广阔应用前景的一类新型智能材料。针对磁流变液宏观力学性能与其微观结构行为的密切相关性,本工作采用分子动力学仿真软件LAMMPS开展了不同磁场强度和颗粒体积率下磁流变液的微观结构演化模拟,并在此基础上分析了磁流变液的宏观力学性能;进而通过对不同磁场强度、不同颗粒体积率和不同剪应变下磁流变液模拟微观结构的定性观察与定量分析,深入剖析了磁流变液微观结构的演化规律与链簇倾角的统计特性。本工作为进一步揭示磁流变液微观机理与宏观力学性能相关性、开展磁流变液材料及其组成构件的设计优化提供关键理论基础。

为探究纳米颗粒对于水基纳米液压液抗磨减摩特性的影响机制,以水基Cu纳米液压液为例,构建纳米流体在平板间做剪切流动的动力学模型,采用Lennard-Jones势函数、嵌入原子势(EAM)、MCY建立原子间势能模型,研究不同压力、不同纳米颗粒含量、不同剪切速度下水基纳米液压液的抗磨减摩特性和承载能力。结果表明:水基纳米液压液的承载能力随着纳米颗粒数量的增加而增大;在一定范围内,摩擦力会随着纳米颗粒含量的增大而减小,但过大的纳米颗粒含量将导致摩擦加剧。借助分子动力学模拟的方法,探索在剪切作用下纳米颗粒的运动状态,结果发现纳米颗粒绕不同坐标轴的角速度分量存在较大的差异,表明纳米颗粒在模拟区域的上下金属壁面之间起到类似滚珠轴承中“滚珠”的作用。

为了提高磁头飞行稳定性,增加硬盘使用寿命,基于分子动力学方法建立了磁头磁盘接触状态下的润滑剂迁移模型.根据硬盘工作时磁头磁盘的相对移动速度及磁头在盘片表面飞行时高、低压区域压力差的范围,采用所建立模型分析了相对移动速度及高、低压区域压力差对润滑剂迁移及在盘片表面分布的影响;此外,通过调节模型中单个润滑剂分子的粒子数得到不同长度的润滑剂分子碎片,并分析润滑剂分子碎片对润滑剂迁移的影响。研究结果表明磁头磁盘之间的润滑剂转移随着相对移动速度及高、低压区域之间压力差的增大而增大.润滑剂转移量在单位压力及单位速度下的增长率分别约为38.8%和6.7%;润滑剂分子碎片对磁头磁盘之间的润滑剂转移影响很小;润滑剂在盘片表面堆积的高度随着磁头磁盘相对移动速度的增加而降低;高、低压区压力差的变化对润滑剂在

为掌握含裂纹、孔洞等缺陷的铝的演变规律，建立含孔洞的铝的分子动力学模拟模型，通过嵌入原子法进行模拟，采用速度加载的分子动力学方法，研究了含孔洞的铝在受到单向拉伸作用下的裂纹扩展行为。在其它条件不变的情况下，研究结果表明：随着孔洞直径的增大，孔洞内边缘位错、滑移大量产生，从而导致与相邻孔洞汇合更容易，整个体系更易被拉开；孔洞间距越大，相邻孔洞内边缘产生的微裂纹更倾向于形成一条大的裂纹，使体系的演变过程更规则但更难被拉开。

金（Au）及其合金由于优异的导电和抗氧化特性被广泛用做星载导电滑环涂覆层,本文中采用分子动力学模拟方法研究了导电滑环Au-Au涂层在不同温度和不同摩擦速度下的摩擦磨损行为,并通过设定模型局部快速升温模拟载流摩擦中电弧侵蚀的效果.结果表明：滑环环体与环刷的磨损主要为黏着磨损,温度升高会加快下压过程的界面力学响应;相对运动速度越低,磨损越严重,同时跑合后的摩擦力越大;影响摩擦磨损特性的主要原因是接触中心在温升区域中心附近时的焊接现象.研究结果为揭示Au-Au涂层的摩擦磨损性能随温度和速度变化的微观机理提供了参考依据,为我国卫星长寿命,高可靠性设计提供理论基础.