本文介紹如何從構建工件-軋輥組合模型，然后在不同的溫度(中高溫(300k以上)、常溫(300k)和低溫(77k)模擬工件被軋制的過程。

建立組合的模型的具體in文件如下：

1、首先,采用atomsk平臺建立FCC結構的NiCrCo多晶結構。如下圖：

aotmsk –create fcc 3.56 Ni Ni.xsf

polycrystal.txt腳本內容如下:

box 300 200 150

random 16

atomsk –polycrystal Ni.xsf polycrystal.txt Ni.cfg

atomsk Ni.cfg lmp

將創建的模型轉換成lammps可以識別的文件格式

開始用lammps建立三元多晶模型之前，先修改Ni,lmp的文件內容：

采用in文件建立NiCrCo三元FCC晶體結構的多晶模型，in文件如下：

###定義變量

variable         a equal 1.0

##初始環境設置

units                metal

atom_style           atomic

timestep             0.001

boundary             p p p

##讀取初始原子模型

read_data      Ni.lmp

##建立原子模型

set                 type 1 type/subset 2 259322 123456  #Cr

set                 type 1 type/subset 3 259322 123456  #Co

##建立勢函數

pair_style         eam/alloy

pair_coeff         * * NiCoCr.lammps.eam Ni Cr Co

##輸出原子模型

write_data         NiCrCo.data

以上生成了NiCrCo.data多晶原子原子模型

2、建立軋輥原子模型具體in文件如下：

##設置變量##

variable        a equal 1.0 ##定義原子模型截斷半徑

###初始化設置

units         metal

boundary      p p p

atom_style    atomic

##創建軋輥原子模型

lattice          fcc 3.60

region         box block 0 494.44 0 55.56 0 150  units lattice

create_box   1 box

create_atoms  1 box

region         rollera cylinder y 158.33 19.44 19.44 EDGE EDGE units lattice

region         rollerb cylinder y 158.33 96.67 19.44 EDGE EDGE units lattice

region         rollerc cylinder y 316.67 92.5 19.44 EDGE EDGE units lattice

region         rollerd cylinder y 316.67 23.61 19.44 EDGE EDGE units lattice

##對剛性棍子進行分組

group  rollera region rollera

group  rollerb region rollerb

group  rollerc  region rollerc

group rollerd region rollerd

group roller union rollera rollerb rollerc rollerd

group mobile subtract all roller

###刪除除軋輥之外的其他剩余原子

delete_atoms    group mobile

##定義原子組的元素類型

#set    group roller type 2

#set    group mobile type 3

##定義原子質量

mass   1    69 # C

##原子之間的相互作用勢

pair_style       morse  9.0235

pair_coeff      1 1 0.3854 1.2718 2.8178

write_data roller.data

最后，我們，采用in文件對上述兩個原型進行組合

##定義變量##

variable        a equal 1.0 ##定義原子模型截斷半徑

variable        T_start equal 300

variable        T_end equal   300

##模擬環境初始化##

units          metal

atom_style     atomic

boundary       p p p

neigh_modify  delay 0 every 1 check yes

##讀300k保溫后的原子模型

read_data       NiCrCo.data(1) extra/atom/types 1   ##表示在Ni、Cr和Co原子的基礎上增加C原子

##軋輥原子模型的讀取

read_data      roller.data add append offset 1 0 0 0 0 shift 0.0 0.0 -134

###定于原子質量

mass   1    58.69 # Ni

mass   2    52     # Cr

mass   3    58.93  # Co

mass   4     69    # C

write_data     C_NiCrCo.data

##定義相互作用勢##

#pair_style       eam/alloy

#pair_coeff       * * NiCoCr.lammps.eam Ni Cr Co

###采用共軛梯度法對原子模型進行能量最小化

#min_style        cg

#minimize         1.0e-12 1.0e-12 10000 10000

##賦予初始速度

#velocity       all create ${T_start} 12345 mom yes rot no dist gaussian

#輸出原子熱力學信息和位置

#thermo           100

#thermo_style     custom step lx ly lz press pxx pyy pzz pe temp vol dt time

#dump                1 all custom 1000 NiCrCo.xyz id type x y z

##設置NPT弛豫環境

#fix                  2 all npt temp  ${T_start} ${T_end} 0.05 iso 0 0 1

##設置運行時間

#timestep         0.001

#run                 1000000

###輸出原子模型

#write_data       NiCrCo.data(1)

模型建立好之后，我們對該組合進行軋制模擬，模擬過程的最終效果如下：

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