金屬內(nèi)部微裂紋熱塑性修復(fù)的元胞自動(dòng)機(jī)模擬.pdf

1、　　金屬材料加工成形和其服役過(guò)程中,熱、力、環(huán)境等條件是構(gòu)件內(nèi)部引入微裂紋(孔洞)型缺陷的主要影響因素。微裂紋的存在破壞了金屬材料織構(gòu)的連續(xù)性,在金屬構(gòu)件受到應(yīng)力載荷時(shí)易造成應(yīng)力集中,而材料撕裂破壞常常是應(yīng)力集中的表現(xiàn)結(jié)果,微裂紋的存在往往是導(dǎo)致金屬構(gòu)件失穩(wěn)斷裂、壽命降低甚至報(bào)廢等情況的罪魁禍?zhǔn)?。所?對(duì)于材料內(nèi)部缺陷的控制和預(yù)報(bào)以及對(duì)于金屬材料內(nèi)部裂紋修復(fù)愈合的工作展開(kāi)是一項(xiàng)很迫切的工作,這對(duì)提高金屬材料使用壽命和工程施工安全均有著深

2、遠(yuǎn)的意義。
　　課題以航空7050鋁合金作為研究對(duì)象,借助于Gleeble-3500熱模擬壓力機(jī)所得到的單道次熱壓縮真應(yīng)力-應(yīng)變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立了此種材料的流變應(yīng)力數(shù)學(xué)模型和再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型,為CA模擬工作提供計(jì)算參數(shù)和理論支持。
　　基于日益成熟的元胞自動(dòng)機(jī)(Cellular Automaton,簡(jiǎn)稱CA)技術(shù)和計(jì)算機(jī)編程的優(yōu)勢(shì),在Microsoft Visual C++平臺(tái)上編制了包含拓?fù)渥冃螜C(jī)制、位錯(cuò)密度演變機(jī)制

3、、“裂紋編制”手段、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為機(jī)制、“固-氣”表面能驅(qū)動(dòng)理論、晶粒長(zhǎng)大模型的微裂紋熱塑性修復(fù)的微觀組織CA演化規(guī)則。針對(duì)裂紋表面和母相晶界的不同特征,提出再結(jié)晶過(guò)程中“固-氣”表面能和晶界能驅(qū)動(dòng)下不同的晶粒長(zhǎng)大方式。從理論上模擬了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶條件下的金屬材料內(nèi)部微裂紋熱塑性修復(fù)的整個(gè)過(guò)程。在此框架的基礎(chǔ)上,通過(guò)調(diào)試程序參數(shù),著重對(duì)影響內(nèi)裂紋的熱塑性條件,如：應(yīng)變、溫度、裂紋形貌三個(gè)主要因素進(jìn)行了分析與探索,本工作總結(jié)了裂紋修復(fù)過(guò)程的演