基于DEFORM三维多晶体材料微结构的有限元分析

利用本课题组自主开发的计算机软件AutoRVE，实现三维多晶体材料微结构的几何建模，网格划分，并将生成的Input的文件通过脚本语言Python的编译，实现在DEFORM中建立三维多晶体微结构的具体材料模型，并进行挤压过程热力耦合仿真分析，演示出了三维多晶体材料微结构的温度场及等效应力、等效应变分布结果。     

取向分布函数(ODF)的计算机模拟

考虑晶体结构的对称性,以立方晶体为对象,采用Bunge的级数展开法模型计算其取向分布函数ODF,通过计算机编程,完成了大量复杂的计算工作,从而使ODF的定量计算成为可能。最后将每个晶粒的ODF与其空间取向相对应,通过opengl技术实现Voronoi晶体可视化,直观显示了多晶体材料中ODF值在各晶粒内的分布,有助于获得材料的织构类型与分布规律。     

取向分布函数(ODF)在材料织构研究中的应用

为准确描述材料性能,以立方晶体为对象,采用Bunge的级数展开法模型计算其取向分布函数(ODF),以Voronoi增量算法为基础生成多晶体材料各晶粒的几何数据信息,利用可视化手段将多晶体材料晶粒位置与对应的ODF实现可视化,直观显示了多晶体材料中ODF值在各晶粒内的分布.对立方晶系多晶体材料的ODF测算及可视化处理,有助于获得材料的织构类型与分布规律.     

ABAQUS前处理程序二次开发在多晶体材料微结构建模中的应用

虚拟失效分析是联系材料的性能设计与材料微结构失效行为预测的有效方法。文章使用ABAQUS脚本语言开发了一系列程序,用于建立多晶体材料微结构的几何模型和有限元计算网格,解决了包含大量晶粒、几何模型很复杂的多晶体材料微结构建模时的繁琐重复的问题。为材料微结构虚拟失效分析奠定了坚实的基础。     

材料的晶粒取向分布（COD）和晶界特征分布（GBCD）的研究

项目简介：该研究建立了晶粒取向分布函数(ODF)的快捷算法：提出从不完整极图测算ODF的二步法；根据最大信息熵原则建立了确定真ODF的最大熵法；采用欧拉角表示织构矢量，建立了广义矢量法；按最大熵原则直接处理实测极图数据，建立了改进最大熵法。建立了模拟形变织构的定区增量     

三维多晶体材料微结构的力学响应计算

材料微结构细观力学响应的数值计算对于识别"材料结构弱点",评估微裂纹的启裂、扩展,预测微结构材料损伤后的材料性能,推演"微结构虚拟失效"行为具有重要的意义.利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出三维多晶体材料微结构的代表性体积单元,通过C语言程序设计、Python脚本语言混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,从而有效地实现三维多晶体材料微结构的细观应力响应计算.     

立方晶体宏观织构取向分布函数的程序化

取向分布函数(ODF)从宏观整体上反映了多晶体各晶粒取向的统计分布,它突破了传统的极图法、反极图法用一维或二维图形来描述晶体的空间取向分布的局限性,可实现晶体取向分布的三维空间描述.针对具有立方结构的多晶体材料,采用级数展开法模型计算取向分布函数的理论模型,利用程序对ODF值进行了计算,并以Voronoi增量算法为基础生成包含有5000个晶粒的多晶体材料各晶粒的几何数据信息,与计算得到的ODF值一起导入OpenGL进行可视化处理,直观显示了多晶体材料中ODF值在各晶粒内的分布.通过对立方系多晶体材料的ODF测算,对该种材料的织构类型研究与分布规律分析具有重要的指导意义.     

二维多晶体材料微结构的力学响应计算

为了研究二维多晶体材料微结构细观尺度的力学性能和失效行为,将材料微结构细观力学响应的数值计算建立在材料微观组织结构的代表性体积单元(RVE)上.利用已开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出二维多晶体材料微结构模型,采用C程序设计和Python脚本语言混合编程的方法,开发出用于材料微结构有限元网格划分与细观应力响应计算的软件AutoRVE,这对评估微裂纹的启裂、扩展,预测复合材料微结构材料损伤后的材料性能,推演微结构"虚拟失效"行为具有指导意义.     

晶体学取向对多晶体材料微结构力学行为的影响

现代材料设计和制备,对材料性能的要求愈来愈高,对寿命估测准确程度的要求也日益严格。基于材料细观尺度层次的性能预测并以此控制材抖的宏观性能,是解决这一问题的一个有效途径。利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出三维多晶体材料微结构的代表性体积单元,通过C语言、Python脚本混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,使之用于多晶体材料微结构几何模型的建立、材料属性与晶粒取向的赋值、边界条件的定义以及有限元网格的划分,自主开发软件AutoORI对其生成的INP文件进行一系列修改实现晶体学取向的自动替换从而预测其晶体学取向对其微结构力学行为的影响。     

场地传递函数幅值谱的模拟计算

传递函数是场地特征的反映 ,本文研究了场地条件对传递函数幅值谱的影响 ,并提出一种场地传递函数幅值谱的模拟计算方法。该方法在中、长周期段与一维水平层层场的土层反应的计算结果符合较好     

A new Monte Carlo simulation of three-dimensional microstructures and their evolution in polycrystalline

A new Monte Carlo simulation method for studying three-dimensional microstructures as well as their evolution in polycrystalline materials has been set up. The algorithm is simple and flexible to apply. With the present method, kinetics of three-dimensional grain growth is accuratety reflected and the simulation efficiency is greatly improved. The simulation can not only be used reliably to analyze quantitatively the microstructures and their evolution, but also be used conveniently to observe microstructures as well as their evolution on the horizontal section and the sections at any angle to the horizontal plane, to measure the characteristic parameters in three dimensions and cross-sections, together with their relationships between the two systems, and to many other aspects.     

Deformation mechanism and microstructures on polycrystalline aluminum induced by high-current pulsed electron beam

In this paper, we present an experimental investigation of deformation twinning in polycrystalline aluminum exposed to high-current pulsed electron beam (HCPEB) irradiation. The residual tensile stress with about 10 2 MPa was introduced in the irradiated surface layer. The feature characteristic irradiated with various numbers of pulses was investigated. The formation of a large number of twin bands on the surface irradiated with multiple pulses was determined. The experimental observations indicated that the deformation twinning was indeed triggered during HCPEB irradiation. It is suggested that high value of stress and strain rate induced by rapid heating and cooling due to HCPEB irradiation may cause the shifting of whole atomic planes simultaneously. Additionally, some slipping systems may be suppressed due to the geometric confinement by thinned size of surface layer, which can promote the initiation of deformation twinning.     

一个新的算术函数及其值分布

目的 定义一个新的算术函数,并研究它的值分布性质.方法 利用初等方法和解析方法.结果 关于这个函数的值分布性质,给出了一个有趣的均值定理.结论 发展了经典的算术函数的相关研究工作.     

SrWO4多晶料的合成及其单晶的生长

用分析纯的SrCO3和WO3为原料通过高温固相反应合成生长SrWO4晶体的多晶料,采用提拉法使用沿α轴向的籽晶成功生长出φ22mm×40mm的无开裂、无色透明的SrWO4单晶.X射线粉末衍射实验表明所生长的SrWO4单晶属于四方晶系,空间群为I41/a.通过浮力法测得其密度为6.439 g·cm-3,用X射线荧光分析法测量了SrWO4单晶中W元素和Sr元素的有效分凝系数,其值接近于1.     

微裂纹(群)在材料微结构内扩展的计算机模拟

在"材料结构弱点"概念及其特性理论的指导下,开发出具有自主知识产权的计算机模拟软件PreFailure.该软件针对实际工程材料,模拟单个微裂纹或一系列微裂纹(群)在材料微结构内的虚拟扩展过程,能够预测微裂纹(群)在材料微结构内的不规则扩展路径、几何形态与扩展程度,具备了定量推演材料"微结构虚拟失效"行为的功能.软件PreFailure的开发还为三维微裂纹(群)扩展的计算机模拟积累了大量的有效算法与经验,为采用计算机技术模拟三维微裂纹在材料微结构内的扩展过程奠定了基础.