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【分析示例】使用粗粒化分子动力学进行双折射分析

粗粒化分子动力学和反向映射计算双折射性质


众所周知,高分子材料中的大变形会导致定向双折射。先前的J-OCTA实例已经介绍了全原子分子动力学(FAMD[1]和多尺度方法[2]

在使用全原子MD时,存在的问题是模拟的时间尺度较短。这会导致变形速率较快,聚合物在变形响应中的松弛无法及时完成,从而导致过度定向的状态。另一方面,粗粒化分子动力学(CGMD)可应用于较长时间尺度,即变形速度比全原子MD要慢得多

本文使用J-OCTA中内置的粗粒化势构建功能,建立聚碳酸酯(PC)的粗粒化模型。使用粗粒化MD进行单轴拉伸计算,并将其反向映射到全原子模型(图1)。

在松弛之后,使用J-OCTA的流程函数进行了双折射性质评估,与[1]中类似。图2显示了在拉伸变形下双折射性质的变化:与FAMD相比,CGMD可以处理较慢的变形速度;当速度降低到0.1 m/s时,模拟值与文献[3]中的实验值接近



1. (上)使用粗粒化MD计算单轴拉伸的快照
(下)采用反向映射功能从粗粒化MD结果获得的全原子MD分子结构


2. 采用全原子MD粗粒化MD计算双折射性质随单轴拉伸的变化

不同变形速率的结果



参考文献

[1] https://www.j-octa.com/cases/caseA06/

[2] (日文版) https://www.jsol-cae.com/product/material/jocta/cases/caseA37/

[3] (日文版) J. Polymer Sci. and Tec., 51, pp237-243, (1994)

文章来源:J-OCTA官网转载;


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