分子动力学模拟拉伸过程应力-应变曲线、断裂点
通过不断拉伸Cell的分子动力学模拟，以研究小聚合物链模型的机械性能。拉伸过程中，链上的应变缓慢增加，直到顺式聚乙炔的初始双键依次转换为反式构型。之后，更大的应变导致聚合物链断裂，从而应力立即降至零。然后收集 MD 过程中的应力张量分量并绘制成图，以展示链分子结构的不同变化。
本文作业*.run文件下载并解压，AMS2024以上版本可以通过AMSinput → File → Open打开该文件。
本文使用AMS的ReaxFF模块完成模拟、分析，对AMS的机器学习势、AIMD同样适用，使用过程除计算方法本身的参数不同，其他部分都是相同的。
模型
点击链接，复制所有内容，到新的 AMSinput 窗口Ctrl v粘贴即完成建模。
参数设置
设置拉伸：
即从开始一直到步数结束，一直进行拉伸，拉伸的速度为Y方向0.00002Å/fs
勾选应力张量功能：
保存并提交作业。
结果
SCM → Movie可以看到聚合物的能量变化。
MD Properties → Stress/Strain → YY查看Y方向应力：
可以看到其他方向的应力没有什么变化，只是轻微的热力学震荡。
值得注意的是应力/应变图中显示的不同“段”，因为它们对应于聚乙炔链的各种构型。最初，我们从顺式构型开始。然而，在模拟过程中，随着链被拉动，它经历了一个转变，其中部分或全部顺式键转换为反式键。在此转变之后，链的机械性能发生变化，这可以通过应力/应变图上的不同斜率观察到。最终，在某个应变点，链断裂，导致应力立即降至0。这是因为周期性聚合物链在此临界点之后转变为分子实体。
我们可以对Strain YY曲线进行简单的线性回归分析，求取其斜率：Graph → Analysis，Curve选择Stress YY，点击+按钮，将线性回归的 x （也就是应力曲线的横坐标）范围限制为第一个段，在本例中为 0 到 0.05:
然后点击OK，即得到线性回归的结果：
在上图中，可以看到第一段的应力-应变线性拟合的回归系数：斜率1.21e+04（科学计数法），即 1.21×10$^4$，和横轴的交点为1.18e+03 = 1.18 × 10$^3$）。拟合出来的直线即：y = 1.18 × 10$^3$ + 1.21×10$^4$ * x