本文關鍵詞：基于元胞自動機法的材料晶粒長大和再結晶模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：再結晶和晶粒長大過程是制作金屬材料最重要的物理冶金過程之一。經(jīng)過人們對再結晶現(xiàn)象的長期基礎研究，取得了很多研究成果，如定向形核和選擇生長理論、唯象理論等。但是，在其微觀結構演化的解釋方面還存在許多問題。研究材料再結晶和晶粒長大過程的傳統(tǒng)試驗方法是金相觀察，既滯后、費時又不全面、精確，只能達到定性或半定量化的試驗研究要求。現(xiàn)代計算機仿真技術為模擬金屬材料再結晶和晶粒長大過程以實現(xiàn)對其組織動態(tài)演變的數(shù)值模擬和圖像模擬提供了手段。 近年來，蒙特卡洛方法和元胞自動機方法成為材料再結晶和晶粒長大過程仿真研究的主要方法。相比蒙特卡洛法，元胞自動機法研究相對滯后，特別是在國內剛剛起步，大量的模擬研究工作有待于開展。本論文正是應用元胞自動機法對金屬再結晶及晶粒長大過程進行了模擬。 基于元胞自動機法、材料再結晶理論和計算機仿真理論，通過計算機數(shù)值模擬和圖像分析技術相結合，本論文分別構建了晶粒長大和再結晶模擬模型，利用Visual C++語言編制了相關程序，完成了再結晶和晶粒長大過程的虛擬試驗及其組織變化規(guī)律的研究，取得了如下結論：通過分別對單一晶粒和總體晶粒形態(tài)變化的模擬研究，證明CA模型所模擬的單一晶粒長大行為和總體晶粒長大形為都符合晶粒長大理論及其規(guī)律，，利用CA法模擬再結晶和晶粒長大是可行的；CA模型構建時，合理地選擇元胞鄰居定義是必要的，Moore型鄰居定義是一種理想的模擬晶粒長大的元胞鄰居；采用所建模型模擬的再結晶微觀組織演變與平均晶粒尺寸的變化基本符合真實物理過程，模擬的再結晶晶粒長大動力學基本符合JAMK理論；恒形核率形核方式較比點飽和形核方式更適合于再結晶模擬模型；合理地選擇吸引長大概率對于優(yōu)化再結晶模擬動力學是必要的；MC和CA兩種方法的特點、模型、模擬條件和模擬結果的比較表明，MC和CA方法各有優(yōu)缺點。MC方法適合于晶粒長大模擬，而CA方法適合于再結晶模擬。
【關鍵詞】：元胞自動機 晶粒長大 再結晶 計算機模擬
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TG111
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 課題研究的目的和意義9-10
• 1.2 再結晶退火過程物理冶金10-15
• 1.2.1 變形組織及儲存能10-11
• 1.2.2 回復11
• 1.2.3 初次再結晶11-14
• 1.2.4 晶粒長大14-15
• 1.3 國內外再結晶組織模擬的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 再結晶組織MC模擬的研究概況15-17
• 1.3.2 再結晶組織CA模擬的研究概況17-19
• 1.4 主要研究內容和方法19-21
• 第二章 CA方法和MC方法21-28
• 2.1 前言21
• 2.2 CA方法21-26
• 2.2.1 CA21-22
• 2.2.2 CA的構成22-24
• 2.2.3 CA的特點及分類24-26
• 2.3 MC方法26-27
• 2.3.1 MC方法26
• 2.3.2 模擬材料晶粒形態(tài)的MC方法26-27
• 2.3.3 模擬材料晶粒形態(tài)演變的MC模型27
• 2.4 本章小結27-28
• 第三章 基于元胞自動機法的晶粒長大模型與程序28-35
• 3.1 前言28
• 3.2 基于CA的晶粒長大模擬原理和方法28-30
• 3.2.1 元胞選擇及其狀態(tài)確定28
• 3.2.2 元胞狀態(tài)的轉換規(guī)則28-29
• 3.2.3 晶粒長大的模擬原理29-30
• 3.3 CA模型的建立30
• 3.4 模擬程序的編制30-34
• 3.4.1 模擬程序結構與功能30-31
• 3.4.2 編程31-34
• 3.5 結論34-35
• 第四章 基于元胞自動機法的晶粒長大模擬35-45
• 4.1 前言35
• 4.2 單一晶粒形態(tài)變化的模擬研究35-39
• 4.2.1 模擬的初始和邊界條件35
• 4.2.2 模擬結果分析35-39
• 4.3 總體晶粒形態(tài)變化的模擬研究39-42
• 4.3.1 模擬的初始和邊界條件39-40
• 4.3.2 模擬結果與分析40-41
• 4.3.3 實驗驗證41-42
• 4.4 不同鄰居定義影響的模擬研究42-44
• 4.4.1 模擬初始和邊界條件42
• 4.4.2 模擬結果與分析42-44
• 4.5 本章小結44-45
• 第五章 基于元胞自動機法的再結晶模擬45-56
• 5.1 前言45
• 5.2 模型建立和程序編制45-48
• 5.2.1 模型建立45-46
• 5.2.2 程序編制46-48
• 5.3 再結晶模擬研究48-55
• 5.3.1 形核方式對再結晶模擬的影響48-53
• 5.3.2 吸引長大概率P_1對再結晶模擬的影響53-55
• 5.4 本章小結55-56
• 第六章 CA方法與MC方法的模擬比較56-63
• 6.1 前言56
• 6.2 兩種方法特點與模型的對比56-58
• 6.2.1 MC方法簡介56-57
• 6.2.2 兩種模擬方法的特點比較57
• 6.2.3 兩種方法所建模型的對比57-58
• 6.3 模擬條件的對比58-59
• 6.4 模擬結果對比59-62
• 6.4.1 在晶粒長大方面的對比59-61
• 6.4.2 再結晶方面的對比61-62
• 6.5 本章小節(jié)62-63
• 第七章 總結63-64
• 參考文獻64-68
• 致謝68-69
• 附錄: 攻讀碩士期間發(fā)表的論文69-70
• 學位論文評閱及答辯情況表70

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 馬凱;張效迅;;元胞自動機法在裂紋愈合模擬中的應用[J];精密成形工程;2012年06期

2 崔洪梅;滕祥紅;錢~

本文編號：264741