本书主要介绍了分子动力学方法的基本概念、发展渊源、原理、主要技术参数、模拟后续的处理手段，以及该方法在金属材料、碳材料和复合材料的力学性能研究中的应用，并详细说明了在计算机模拟中各种技术参数的选取问题和实际模拟中的一些技巧。本书根据材料专业的知识结构和计算材料学本身的特点编写，注重将基础和理论、计算机模拟有机地结合在一起，利于学生将所学知识融会贯通。本书可为高等院校材料专业学生提供参考，也可作为计算机模拟领域相关科技工作者的参考用书。

1 绪论 1.1 计算机模拟 1.2 分子动力学方法简介 1.3 分子动力学方法应用 2 分子动力学方法 2.1 分子动力学模拟发展历史 2.2 分子动力学模拟方法 2.2.1 分子动力学模拟基本原理 2.2.2 势函数 2.2.3 系综 2.2.4 边界条件 2.2.5 温度和压强控制方法 2.3 应力的计算 2.3.1 截断半径法 2.3.2 维里应力 2.4 原子构型的分析方法和可视化介绍 2.4.1 公共近邻分析法 2.4.2 径向分布函数法 2.4.3 **对称参数法 2.4.4 配位数法 2.5 模拟环境 2.5.1 Lammps 2.5.2 自主编程 2.6 可视化软件 2.6.1 VMD 2.6.2 OVITO 2.7 分子动力学模拟和实验的关系 3 MD方法在金属材料研究方面的应用 3.1 带有失配位错的界面对Ti/Al纳米复合材料力学性能的影响 3.1.1 模型与模拟方法 3.1.2 不同界面对多层膜力学性能的影响 3.1.3 具有共格界面的Ti/Al多层膜的塑性变形 3.1.4 具有非共格界面的Ti/Al多层膜的塑性变形 3.2 纳米晶钛塑性各向异性的分子动力学模拟 3.2.1 模型与模拟方法 3.2.2 钛在垂直于基面载荷下的塑性变形 3.2.3 钛在垂直于Ⅰ型柱面载荷下的塑性变形 3.2.4 钛在垂直于Ⅱ型柱面载荷下的塑性变形 3.2.5 HCP→FCC相变的取向关系 3.2.6 HCP→BCC→HCP相变的机制 3.3 共格孪晶界面和堆垛层错对铜纳米线变形行为的影响 3.3.1 模型与模拟方法 3.3.2 共格孪晶界面对铜力学行为的影响 3.3.3 堆垛层错对铜力学性能的影响 3.3.4 孪晶边界与堆垛层错对铜力学行为的影响 4 MD方法在碳纳米材料研究方面的应用 4.1 缺陷对三层石墨烯力学行为的影响 4.1.1 石墨烯的简介 4.1.2 石墨烯中缺陷的研究现状 4.1.3 带有缺陷的三层石墨烯MD模拟模型 4.1.4 无缺陷的三层石墨烯的力学性能研究 4.1.5 带有层间键的三层石墨烯的力学性能研究 4.1.6 带有空位缺陷的三层石墨烯的力学性能研究 4.1.7 带有混合缺陷的三层石墨烯的力学性能研究 4.2 碳纳米卷的形成与力学行为研究 4.2.1 碳纳米卷的研究现状 4.2.2 碳纳米卷的MD模拟模型 4.2.3 碳纳米卷形成过程 4.2.4 碳纳米卷的力学性能 4.3 镍镀层对单壁碳纳米管扭转行为的影响 4.3.1 研究方法和参数设置 4.3.2 镍镀层对单壁碳纳米管扭转行为的影响 4.4 硼掺杂和硼桥接对单壁碳纳米管力学性能的影响 4.4.1 势函数和模拟模型 4.4.2 硼掺杂和硼桥接对单壁碳纳米管力学性能的影响 4.5 具有不规则层间距的碳纳米管的扭转行为 4.5.1 势函数和模拟模型 4.5.2 具有不规则层间距的碳纳米管的扭转行为 5 MD方法在复合材料研究方面的应用 5.1 镍镀层对碳纳米管-铝复合材料界面结合特性的影响 5.1.1 研究方法和势函数 5.1.2 模拟研究的模型 5.1.3 碳纳米管/铝复合材料的力学性能 5.1.4 单壁碳纳米管拔出模拟和界面结合性能 5.2 晶体镁/非晶镁铝合金纳米复合材料变形机理 5.2.1 模型和方法细节 5.2.2 晶体镁/非晶镁铝合金纳米复合材料的研究 5.3 晶体镁/非晶镁铝纳米复合材料中裂���扩展行为 5.3.1 模型和方法细节 5.3.2 镁/镁铝纳米复合材料中的裂纹扩展行为 5.4 晶体镁/非晶镁铝纳米复合材料中非晶层对裂纹扩展行为的影响 5.4.1 模型和方法细节 5.4.2 非晶层对复合材料中的裂纹扩展行为的影响 5.5 镀镍单壁碳纳米管及其嵌入的金基复合材料的力学性能 5.5.1 模型和方法细节 5.5.2 碳纳米管/金纳米复合材料的力学性能 参考文献