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7大晶系的弹性模量矩阵元.pdf

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关于弹性常数的计算-弹性模量矩阵元

2010-06-2910:44:06|分类:默认分类|举报|字号订阅

最近又开始辗转计算NH3BH3的弹性常数了。

还是VASP软件,首先还是很感谢论坛上的各位前辈:)

在计算弹性常数时,还是参考的是侯老师的指南,最近很迷恋这个。

下面先转载一篇别人的日志:

关键词:第一性原理计算(First-principlescalculations)刚度矩阵(Stiffness

matrix)晶系(Latticesystem)

1.弹性模量矩阵元

对于足够小的变形,由胡克定律(HkesLaw)可知,应力与应变成正比,即

应力分量是应变分量的线性函数,用矩阵的形式可以表示为:

TCCCCCCS

11112131415161

TCCCCCCS

21222232425262

T=CCCCCC?S

31323333435363

TCCCCCCS

41424344445464

TCCCCCCS

51525354555565

TCCCCCCS

61626364656666

式中C就是我们通常所说的弹性模量,可以证明,上述刚度矩阵为对称阵,C=C

ijijji,

因此,弹性模量的独立张量元数目至多只有21个。晶系的对称性越高,独立的

张量元数目就越少。需要指出的是,C的数目只与晶系有关,而与晶系中具体

ij

的对称类型无关。

下面分别讨论七种不同晶系的弹性模量矩阵元:

1.1三斜晶系(Triclinicsystem)

三斜晶系是所有七大晶系中对称性最低的晶系,因此拥有最多的独立矩阵元,其

形式为:

CCCCCC

111213141516

CCCCCC

122223242526

CCCCCC

132333343536

CCCCCC

142434444546

CCCCCC

152535455556

CCCCCC

162636465666

共有21个独立的刚度矩阵元,求解过程也因此较为复杂。

1.2单斜晶系(Monoclinicsystem)

CCC00C

11121316

CCC00C

12222326

CCC00C

13233336

000CC0

4445

000CC0

4555

CCC00C

16263666

考虑对称性后,单斜晶系有11个独立的矩阵单元。

1.3正交晶系(Orthorhombicsystem)

CCC000

111213

CCC000

122223

CCC000

132333

000C00

44

0000C0

55

00000C

66

从上式可以看出,正交晶系拥有相当高的对成性,其独立刚度矩阵元的数目为8

个。

1.4四方晶系(Tetragonalsystem)

1.4.1四方晶系(4,

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