本发明涉及飞秒激光镍基合金材料的性能仿真，特别涉及飞秒激光下镍基合金的分子动力学模型的力学分析方法。
背景技术：
1、单晶镍基合金是先进的航空发动机涡轮叶片的重要组成部分，对于单晶镍基合金在飞秒激光作用下材料位错、微观结构变化以及力学性能变化不仅需要依靠实验方法，理论模拟也是较常用的研究方法。而分子动力学模拟是研究材料微观下位错、微观结构、力学性能的常用模拟手段，例如公开号为cn108416119b的专利申请公开了一种基于分子动力学模拟的测试碳纳米管的力学性能方法，这种方法被应用来研宄界面位错网结构和位错的形核运动，充分证明了分子动力学模拟方法表明了位错网广泛存在于镍基单晶高温合金材料中，位错网的存在对合金在高温下的力学性能起到了重要作用。但是，截至目前为止，始终没有飞秒激光与单晶镍基合金相互作用后真实微观构型吻合的三维模型，也没有相关的模拟计算工作考虑飞秒激光作用后位错网的演化与合金力学性能的关系。因此，如何建立飞秒激光与单晶镍基合金相互作用的分子动力学模型变得极其重要，这种模型有助于研究实际飞秒激光加工过程中位错的运动和相互作用，对确定单晶镍基合金的力学性能具有重要的指导意义。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出飞秒激光下镍基合金的分子动力学模型的力学分析方法，通过lammps软件建模构建镍基合金的超胞模型，建好的模型能够用于研究飞秒激光作用下材料位错及微观结构的演化以及力学性能，具有建模过程简单，结构合理，性质稳定，与实际模型更为接近的特点。
2、为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
3、飞秒激光下镍基合金的分子动力学模型的力学分析方法，包括以下步骤：
4、(1)参数设置：用lammps软件建模，所有模型原子采用金属原子metal单位，空间维度设置为三维，采用周期性边界条件，设置近邻参数、时间步长和迭代步长；
5、(2)生成ni单晶晶胞：在lammps软件中，利用in文件生成fcc结构的ni原子单晶晶胞，将单晶ni晶胞文件生成为ni.data，设定原子的相对原子质量；
6、(3)生成ni3al晶胞：在lammps软件中，利用in文件生成fcc结构的ni3al原子晶胞，将单晶ni3al晶胞文件生成为ni3al.data，设定原子的相对原子质量；
7、(4)建立ni-ni3al模型：利用晶格错配原理，将ni原子单晶晶胞与ni3al晶胞合并，生成ni-ni3al晶胞；
8、(5)建立ni-ni3al超胞：在lammps软件中，用replicate命令将单个ni-ni3al晶胞沿x、y、z方向扩展成ni-ni3al超胞体系；
9、(6)在lammps软件中，基于ni-ni3al超胞体系，结合ni-al合金势函数，超胞体系在npt系综下达到稳定的平衡态，运用比尔朗博定律实现飞秒激光加载与超胞体系相互作用，得到了飞秒激光与ni-ni3al超胞相互作用模型；利用dump命令结合ovito，计算并输出温度、应力分布图以及模型轨迹；采用dump命令输出模型信息，获得激光加载过程中位错、微观结构的演变过程，位错、微观结构的信息。
10、与现有技术相比，本发明有益效果为：
11、(1)本发明步骤(1)-步骤(5)通过在lammps中编写in文件有效地构建镍基合金的超胞模型，构建的超胞模型过程更加简单，与实际模型更为接近，为飞秒激光作用材料后模型体系内的位错及微观结构演化提供有效的研究手段，对于飞秒激光与镍基合金相互作用研究具有深远的材料仿真和理论指导意义。
12、(2)本发明步骤(6)基于超胞模型，完成了飞秒激光与镍基合金相互作用模型，基于ovito获得输出温度、应力分布图，利用dump命令获得位错、微观结构的演变过程和力学分析，具有分析简单，效率高的特点。
13、综上所述，本方法构建出的飞秒激光与镍基合金相互作用模型不仅步骤简洁、操作简单，而且经过后期的模拟和应用，验证了本发明构建的模型结构合理，性质稳定，可以长久用来研究飞秒激光与各类合晶材料模型后续的多项性质与性能。
1.飞秒激光下镍基合金的分子动力学模型的力学分析方法，包括以下步骤：
