一、周期性边界条件下MC模拟晶粒数的统计（论文文献综述）
张星[1]（2020）在《钢中马氏体相变行为的相场模拟研究》文中研究表明马氏体相作为钢中最重要的相之一,在很大程度上决定了钢的强韧性。因此,对于马氏体相变及其逆相变过程的控制是提高钢强韧性的重要手段。工业上一个普遍的做法是通过复杂的热处理过程等实现对钢中马氏体及残余奥氏体占比的调控,以达到改善钢的性能的目的。但这种复杂工艺下的马氏体相变及其逆相变行为往往伴随着复杂的微观组织演化过程,而目前的实验或理论手段很难对这种微观组织演化进行准确观察和预测。另一方面,相场模拟作为微观组织预测的有效手段已经在材料领域得到广泛的应用。然而,对于马氏体相变的相场模拟目前主要集中于马氏体相变的模拟实现、马氏体相变过程中的变体取向关系、形核因素和特定现象等,对于复杂工艺下的马氏体相变及其逆相变行为鲜有研究。采用相场模型对这种复杂组织演化过程的模拟有助于弥补实验和理论手段在微观尺度方面的不足,从热力学角度加深对相变行为和微观组织形貌形成的理解。本文在相场微弹性模型基础上,分别结合描述微观塑性流动的时变Ginzburg-Landau方程、多序参量的Allen-Cahn方程和Cahn-Hilliard方程,实现对复杂的马氏体相变及其逆相变行为的预测。采用有限元和有限差分方法对多组相场模型进行数值求解,在保证求解精度的同时提高求解效率。本文分别研究了Q&P工艺配分阶段的复杂马氏体相变行为、临界退火过程中的马氏体逆相变现象以及相变加载过程中的马氏体相变塑性,且模拟结果与已有实验结果或理论是一致的。具体的研究内容和结论包括:结合Fe-0.22C-1.58Mn-0.81Si（wt.%）钢马氏体相变动力学曲线,通过修正系数使相场微弹性模型实现对变温马氏体相转变量的预测并与实测值相近。由于碳元素在未转变奥氏体内部的累积增强了未转变奥氏体的稳定性,发现合金钢二次淬火后残余奥氏体含量高于直接淬火结果。同时发现二次淬火后奥氏体含量低于一次淬火后结果,这表明Fe-0.22C-1.58Mn-0.81Si（wt.%）钢配分80 s后碳元素的再分布行为并不能完全稳定未转变奥氏体。对比不同一次淬火冷却温度所对应的马氏体相变动力学模拟结果,存在一个最优化淬火冷却温度（约为290℃或300℃）可获得最多的残余奥氏体含量。在原有相场微弹性模型基础上耦合Cahn-Hilliard方程,并假设配分过程中的马氏体相变始终处于稳定状态实现对模型中真实和非真实两种时间尺度的统一,构建出可描述配分阶段等温相变行为和相应碳元素扩散的相场模型。研究发现界面迁移现象发生于配分阶段早期并呈现出马氏体逆相变行为,且不同配分温度下的界面迁移行为相似。由于一次淬火所形成的系统内部弹性应变能的非均匀分布,这种界面迁移是各向异性的。经过一定的孕育期以后,研究表明在化学和弹性驱动力的共同作用下等温马氏体将以切变型相变的方式生成。等温马氏体相变受配分温度影响显着,并导致不同配分温度下相变动力学曲线的明显差异。通过结合相场微弹性模型和多相场模型,实现对临界退火过程中切变型和扩散型逆相变微观组织演化的预测,模拟对象选用室温下为全马氏体组织的Fe-9.6Ni-7.1Mn（at.%）以排除残奥影响。研究发现切变型逆相变过程中600℃等温条件下在马氏体板条间具有针状逆变奥氏体生成,且在随后的扩散型相变中继续生长。扩散型相变过程中不同退火温度下均具有球状逆变奥氏体产生,这种球状奥氏体形核于大角原奥晶界并与邻近马氏体板条具有局部取向关系。随着演化进行,球状奥氏体将优先沿着原奥晶界的一侧生长。相场模型中引入合金影响系数描述不同合金元素对化学Gibbs自由能的贡献,同时考虑退火过程中Mn和Ni元素的扩散行为。结果证实针状奥氏体内合金元素富集程度很高,表明其相变过程可用以界面控制为主导的混合控制模式描述;球状奥氏体内合金元素富集程度很低,其相变过程可用以扩散控制为主导的混合控制模式描述。在扩散型相变后期,由于两类逆变奥氏体中合金元素富集的差异以及系统内部梯度能的影响,球状奥氏体将入侵针状奥氏体。这种入侵行为可以促使临界退火过程中形成晶粒细化现象。将一个时变Ginzburg-Landau形式方程耦合到相场微弹性模型,用于描述马氏体相变过程中的微观塑性流动行为,构建出弹塑性相场模型。利用该模型分别研究了单轴、双轴、剪切和轴向-剪切混合加载下的马氏体相变塑性行为。当载荷低于奥氏体屈服强度的一半时,单轴加载结果表明马氏体相变塑性系数与载荷大小和方向无关。若双轴加载的载荷差值等于单轴加载下的载荷值时,两种加载条件具有近似的变体择优取向和相变塑性行为。在相同的等效应力水平下,不同轴向-剪切混合加载组合可以得到相同的等效相变塑性应变水平。加载条件下马氏体相变具有变体择优取向行为,且这种择优取向性与外加载荷的大小和方向相关:加载方向决定了择优取向变体种类,载荷数值影响变体择优取向的程度。由于外加能量项对系统总自由能贡献的不同,轴向和剪切加载引起的变体择优取向规律是不同的,这也导致轴向-剪切混合加载过程中变体择优取向不具有规律性。Magee和GreenwoodJohnson机制共同作用于马氏体相变塑性行为,Magee机制起主导作用。
付巳超[2]（2020）在《基于细观力学方法的材料尺寸效应和相变-变形耦合研究》文中认为尺寸效应和相变-变形耦合作用是先进工程金属材料研发和应用过程中的两个典型的难题与挑战。针对这两个具有挑战性的问题,本文以316L不锈钢微丝和相变诱发塑性高熵合金（TRIP-HEA）为研究对象,分别通过研发新型试验装置进行试验和采用先进试验手段进行观测,揭示了两个问题的基本微观机制,并基于微观机制和混合定律提出了适宜的细观力学复合模型,从主导尺寸效应或TRIP辅助变形行为的特征“相”平均细观力学行为出发,分别实现了对尺寸效应和相变-变形耦合作用下的材料宏观机械性能的合理描述。这些研究成果为解决以上两个具有挑战性的问题提供了数据支撑和研究方法,有望广泛应用到工程实际中去。研制了一种可用于微型多轴循环力学行为测试的拉-扭疲劳试验机,并利用该试验机系统研究了不同直径和晶粒尺寸316L不锈钢微丝的拉伸、扭转、拉-扭循环和疲劳行为,揭示了微丝随着直径晶粒数目的减少而先后展现出“越小越弱”和“越小越强”两种截然相反的尺寸效应。基于内部晶粒和表面晶粒两“相”的等效细观力学行为,结合经典的Hall-Petch晶粒尺寸效应公式,提出了一个细观类比复合模型,揭示了由缺乏晶界强化所致的表面晶粒软化是“越小越弱”尺寸效应的主要微观机制,并对微丝的拉伸和扭转变形行为尺寸效应进行了合理的描述。进一步提出了一种考虑尺寸效应的多轴疲劳寿命预测模型,对微丝随直径减小而降低的多轴疲劳寿命实现了较好的预测。利用原位实时中子衍射,结合电子背散射衍射（EBSD）和超导量子干涉仪（SQUID）测量及热力学模型计算,揭示了微观结构、冷却温度和磁结构有序化共同作用对TRIP-HEA的亚稳态及热致相成分的影响,进而制得了具有不同FCC相热稳定性的不同初始相成分TRIP-HEA试样。进一步利用原位实时中子衍射对不同初始相成分TRIP-HEA试样在拉伸过程中的变形机制进行了深入探究,揭示了FCC相热稳定性对机械诱发相变与变形及其耦合作用的影响。TRIP-HEA的变形机制包括FCC相TRIP和位错滑移及HCP相孪晶和位错滑移。其中FCC相的持续相变和不断增多的HCP相的潜在应变硬化能力是TRIP-HEA表现出显着持续应变硬化的主要原因。基于相变和变形耦合行为的试验观测,提出了一个半经验两相细观复合模型。该模型在小应变下基于FCC相统一硬化行为、FCC/HCP两相应力约束和FCC相应力相关相变演化关系,在大应变下基于统一的宏观硬化行为,对不同热稳定性TRIP-HEA的应力应变行为进行了较好的描述。
崔士勇[3]（2020）在《金属多层膜微观结构与离子辐照效应研究》文中进行了进一步梳理随着人类社会的不断发展,化石能源的稀缺问题越来越严重,核能源凸显出巨大的发展前景。核反应堆优化升级对核材料抗辐照性能要求不断提高。因此,设计高耐辐照材料是核能发展不可或缺的条件。研究发现晶界可以有效地吸收辐照缺陷,缺陷存在会严重影响材料的服役性能。然而,纳米尺度上仍然没有清楚地揭示不同晶界结构对辐照损伤级联的影响。通过原子模拟研究了孪晶铜、普通晶界铜和单晶铜中由辐照引起的级联演化,重点关注孪晶铜、普通晶界铜以及单晶铜中稳定后的间隙原子或者空位数目。探讨纳米孪晶Cu/高熵合金FeCoCrNi纳米多层材料的力学性能以及塑性变形行为,为进一步理解和设计具有良好抗辐射性的先进金属基材料提供了理论基础。钨具有出色的高温性能,因此将最有可能是等离子体核聚变装置偏滤器材料备选金属之一。然而,在纳米尺度上钨均匀成核仍未被清楚地揭示。通过退火实验结合分子动力学模拟,研究了金属钨微观结构、力学性能与冷却速度的关系。该工作提供了一种可以通过调节凝固速率制备具有优异力学性能的钨的工艺流程。主要研究内容和结果如下:（1）研究了孪晶铜、普通晶界铜和单晶铜中的辐照损伤过程。选用铜原子作为初级碰撞原子,在298 K温度条件下分别模拟了具有5ke V能量离子入射到孪晶铜、普通晶界铜和单晶铜中引起的辐照位移损伤现象。结果表明:离子入射造成的辐照位移效应主要产生点缺陷,其类型有空位缺陷和间隙原子缺陷。并证实了孪晶铜和普通晶界铜中的晶界可以用作有效的缺陷汇,以消除空位缺陷和间隙缺陷。在级联碰撞过程中产生Frankel对数的规律:在单晶铜,先迅速增加然后减少,最后得到稳定值;在孪晶铜和普通晶界铜,先迅速增加峰值然后减少再增加到最大值,最后得到稳定值。它们的抗辐射能力由高到低顺序为:孪晶铜>单晶铜>普通晶界铜。（2）研究了纳米孪晶Cu/高熵合金FeCoCrNi纳米多层材料的变形行为。结果表明,在Cu/FeCoCrNi多层膜中,Cu层中晶格位错的形核和滑动占主导地位,并且滑动位错沉积在孪晶边界处。随着应变的增加,位错在高熵合金FeCoCrNi层中被激活,并沉积在Cu-FeCoCrNi界面中,最终促进了从FeCoCrNi层到Cu层的滑动传输。随着纳米孪晶Cu/高熵合金FeCoCrNi层数的增加,流动应力减小并保持恒定值,这取决于滑动传递和界面位错来控制应变硬化。为发展具有优异抗辐照性能高熵合金多层材料提供理论指导和结构设计。（3）研究了钨微观组织、力学性能与不同冷却速率的关系。结果表明,不同的冷却速率导致冷却后的钨样品具有不同的微观结构。大于50K/ps的冷却速率获得非晶态结构;在冷却速率为10-50K/ps的范围内,可以形成稳定的体心立方相和非晶相的混合结构;低于10 K/ps的冷却速率,生成稳定的体心立方相。一方面,混合结构通过增强临界拉伸应变,限制裂纹的成核并降低破坏程度,优于体心立方相。另一方面,相比非晶体结构,混合结构可以提供更高的强度。
何宇新[4]（2020）在《极低温-高压/高应变率下Nb3Sn材料的力学响应分析》文中研究指明Nb3Sn超导材料主要用于制造强磁场超导磁体。力学变形诱导的其超导临界性能退化给强磁场超导磁体装置的电磁性能指标和安全运行造成了极其不利的影响。针对高静水压作用下,Nb3Sn单晶体和多晶体表现出的不同退化行为,本文借助于多晶体有限元方法首先分析了极低温环境下Nb3Sn多晶体晶粒及晶界变形的特点,在此基础上,基于Maki De Gennes（MDG）关系式,建立了描述Nb3Sn单晶体超导临界温度力学效应的本构关系,并对静水压作用下Nb3Sn多晶体超导临界温度力学效应的响应规律进行了预测,预测结果与实验结果定性吻合。模型实现了从Nb3Sn单晶体到Nb3Sn多晶体变形-超导临界温度退化响应曲线的一致性预测。Nb3Sn超导材料运行工况极其特殊,其超导性能的退化及失超的发生是一个瞬态过程,本文利用分子动力学方法模拟建立了Nb3Sn单晶和多晶分子动力学模型,研究了高应变率下Nb3Sn单晶和多晶的力学响应。同时,借助于分子动力学模型揭示了静水压载荷下Nb3Sn单晶和多晶的原子尺度的应力分布,并基于本文所建立的描述Nb3Sn单晶体超导临界温度力学效应的本构关系,对力学变形导致的临界温度的退化情况进行了预测分析,分子动力学模拟的超导临界温度退化的结果与有限元模拟和实验结果定性吻合。研究结果有助于提高对Nb3Sn高场超导材料力学变形与超导临界性能力学效应的认识,为发展描述运行工况下Nb3Sn超导材料力-电磁-热多物理场多尺度耦合行为的建模与数值计算方法提供了一定的基础;同时,相关结果对于特殊工况下高场超导磁体性能的评估和高应变耐受性超导材料的制备也具有一定的指导作用。
蔡贇[5]（2020）在《AZ80镁合金热变形过程组织演变的相场建模及应用研究》文中进行了进一步梳理镁合金构件能够显着减轻装备总体重量,在航天轻量化领域具有良好的应用前景,其中AZ80镁合金由于其优异的综合性能而受到广泛关注。镁合金的密排六方结构及室温下有限的滑移系,导致难于室温成形。热加工过程晶粒细化是改善镁合金内部微结构并提高力学性能的有效方法,其中等温锻造成形是复杂构件高性能成形的重要途径。由于AZ80镁合金在等温锻造成形中晶粒生长、动态再结晶（Dynamic recrystallization,简称DRX）与第二相钉扎作用复杂并影响构件最终力学性能,这就亟需掌握微观组织演化机理及其演化规律。本文采用实验、理论和数值模拟相结合的方法建立了 AZ80镁合金热变形过程组织演化的相场模型,系统研究了微观组织演变规律,并应用于等温锻造工艺优化。主要研究工作如下:针对AZ80镁合金进行了热变形过程的宏微观实验,重点分析了变形过程加工硬化效应、流动应力敏感性以及DRX软化特征。结果表明,加工硬化及DRX软化均呈现出显着应变速率敏感性及变形温度敏感性;充分DRX及弥散分布第二相可导致应变速率敏感性指数升高,而变形热及第二相含量是影响变形温度敏感性指数的关键因素。基于扩散界面理论,建立了考虑第二相钉扎作用的晶粒生长相场模型。对晶粒生长过程的结果表明,代表晶粒取向的序参量个数大于36时及不同第二相表征系数值对模拟结果影响不大,且考虑晶粒间相互作用的耦合项系数取1.5时能反映真实的对称扩散界面;第二相在高含量、棒状、小尺寸及均匀分布时能够获得更优越的钉扎晶界能力。通过与实验结果对比,验证了所构建相场模型在预测晶粒生长拓扑转变、第二相钉扎作用及其Zener关系的可靠性。采用不同类型序参量进行变形晶粒、再结晶晶粒及第二相的描述,并引入与位错活动有关的变形储存能和考虑钉扎作用的第二相表征因子,建立了热变形中耦合晶粒生长、DRX与第二相钉扎作用的相场模型。模型中考虑了DRX对位错密度软化、第二相与位错作用Orowan强化机制的贡献,较好地反映了 DRX体积分数、第二相尺寸及其体积分数对应力响应的影响。结合硬化率曲线及图解切线法,给出了 DRX起始点及动态回复稳态应力值的判断法则;借助初始DRX阶段流动应力值变化以及位错演化准则,提出了不连续DRX形核率模型中热激活能及应变速率敏感性指数的标定方法,上述模型参数的确定较好地关联了热变形实验获取的宏观应力响应结果。基于拓扑生成方法和构建的相场模型,嵌入AZ80镁合金初始晶粒及第二相的拓扑结构,建立了 AZ80镁合金热变形下组织演化相场模型,并提出了晶粒尺寸不均匀性指数。该模型较好地反映了不连续DRX项链状结构特征、第二相对DRX晶粒的钉扎作用及其宏观力学响应。通过不同热变形条件对组织演化影响规律表明,低含量第二相可促进DRX形核,但由于对晶界钉扎能力较弱,导致Orowan应力强化低于DRX软化作用;高含量第二相可延迟DRX形核,但由于对晶界钉扎能力较强,导致Orowan应力强化超过DRX软化作用。结合AZ80镁合金热变形下相场模拟组织演化规律及变形参数敏感性分析,获得了 AZ80镁合金的热加工细晶窗口。考虑应变敏感性指数与微观组织关系,并保证热加工过程细晶条件,提出了多级变速等温锻造成形的组织调控工艺,成功试制了 AZ80镁合金高筋薄腹板细晶构件,其平均晶粒尺寸等于9 μm,晶粒细化程度达77.5%,最大屈服及抗拉强度分别等于268 MPa及 342 MPa。
郭钊[6]（2019）在《航空镍基高温合金叶片定向凝固过程多尺度耦合数值模拟研究》文中认为精密铸造定向凝固工艺是整体铸造复杂形状高温合金叶片的主要技术,被广泛应用于航空类高温复杂零部件成形制造中。目前,定向凝固过程实验研究无法直观地反映工艺-物理场-凝固组织之间影响过程机理,而数值模拟研究在一定程度上虽然能得到一些定向凝固过程工艺影响规律和组织演变机理,但由工艺到铸件凝固组织是一个涉及多尺度耦合的过程,单个尺度的数值模拟研究常常忽略了定向凝固过程的多尺度联系,易导致无法实际准确表征定向凝固组织演化过程机理。据此,本文针对实际航空镍基高温合金叶片精密铸造定向凝固工艺过程,采用数值模拟与实验研究方法,系统研究了定向凝固过程宏观尺度传热、微观尺度组织生长及介观晶粒演化生长行为与机理,深入探索了多物理场多尺度之间耦合作用对凝固组织的影响规律,开发了基于华铸CAE定向凝固过程多尺度数值预测分析系统,并应用于航空单晶叶片定向凝固过程的工艺优化,科学指导实际生产。主要研究工作与取得的成果如下。开展了定向凝固过程多尺度实验。在宏观尺度上,研究了定向炉膛设备传热关键位置和铸件系统温度场分布规律,结果表明,对于隔热板不同位置,隔热板内部位置温度场相对最稳定,对于水冷铜环不同位置,越往下远离加热区和隔热区,其温度场越不稳定;在微观尺度上,研究了镍基高温合金定向凝固柱状晶组织的演化规律,结果表明,该镍基高温合金定向凝固柱状晶局部横截面枝晶尺寸最大超过了500微米,一次枝晶间距大小为0.189 mm;在介观尺度上,分析介观晶粒在定向温度场作用下的竞争生长规律,结果表明,随着沿Z轴正方向凝固生长,各截面晶粒数逐渐降低,但晶粒尺寸逐渐增大。构建了定向凝固过程多尺度耦合数学模型。在宏观尺度上,修正了定向凝固过程宏观尺度传热数值模型;在微观尺度上,改进了微观组织生长数值模型;在介观尺度上,建立了适用于有限区域多晶粒介/微观组织演化数值模型;最后,综合宏观传热模型与介/微观晶粒演化模型,同时考虑初生枝晶-二次共晶耦合生长,构建全尺寸铸件的直接凝固组织演化多尺度耦合模型。在定向凝固过程宏观尺度传热研究上,提出了一种针对定向凝固炉膛中复杂铸件系统的变时间步长特征射线动态追踪算法,并改进了差分网格外表面辐射热量数值计算精度。对定向凝固抽拉阶段多个叶片宏观温度场进行了数值模拟研究,模拟结果表明,模壳最终温度场呈现中心径向对称分布,模壳径向向外的外表面温度场都大于模壳径向向内的表面温度场。在定向凝固微观尺度组织研究上,改进了CA数值模拟方法,采用27点溶质场离散格式对微观枝晶生长过程进行了数值离散求解,对微观枝晶生长进行了数值模拟分析,结果表明,在入口速度V为5.0×10-4 m·s-1时,随着过冷度的增大,枝晶形貌非对称性生长影响逐渐减小,在过冷度ΔT为4 K时,随着入口速度的增大,枝晶形貌非对称性生长影响逐渐增大;取向越大的枝晶其枝晶臂形貌更繁茂,更易阻碍淘汰邻近其它枝晶的生长。在定向凝固介观尺度组织研究上,提出了一种在同一介观网格尺度下定量计算固相分数的晶粒界面追踪模拟算法,并研究了形核参数对定向凝固组织等轴晶向柱状晶的影响规律,模拟结果表明,当平均过冷度与过冷度方差比值逐渐增大时,熔体内部的形核参数将逐渐对铸件组织影响减小。研究了冷却速率、温度梯度对凝固晶粒尺寸及组织结构（ECT）分布的影响规律,模拟结果表明,随着冷却速率的增大,等轴晶晶粒尺寸由粗大变细小,晶粒数明显增大,同时温度梯度的增加能促进了柱状晶的快速生长,从而抑制晶粒形核数。在定向凝固宏-介/微观多尺度耦合研究上,对单晶叶片引晶段与选晶段凝固组织演变过程进行数值模拟分析,模拟结果表明,在低抽拉速度下,可提高选晶器淘汰晶粒个数,但将延长选晶距离。对全尺寸单晶叶片定向凝固组织进行数值模拟分析,模拟结果表明,当减小叶片变截面尺寸时,可有效抑制杂晶形成。最后,设计开发了基于华铸CAE的定向凝固多尺度模拟软件数值计算模块。对定向凝固缩松缩孔进行数值模拟分析,模拟结果表明,在不同视角下,缩松缩孔分布在引晶段顶端边缘与叶冠边缘,其中缩孔只分布于叶冠处。对单晶叶片定向凝固组织演变过程进行多尺度模拟工艺优化,模拟结果直观体现了宏观等温线内凹形状容易在具有复杂外形的单晶铸件平台形成较大过冷度,导致产生杂晶缺陷,而水平或者外凸形状则不会导致杂晶。
薛寒冰[7]（2019）在《有限变形下三维多晶金属弹塑性的随机数值均化分析》文中提出细观尺度下几乎所有材料均会呈现出一定程度的非均匀性质,且有研究已表明材料细观上的非均质特性对其宏观力学性质有着决定性的影响,因此,材料宏细观尺度之间的力学性质关系的研究已成为近些年来非均质材料领域研究的热点。本文以体心立方铁素体钢DC04为研究对象,通过建立合理的多晶体几何模型和材料模型,基于有限元法、晶体塑性理论和多尺度均化理论对DC04钢在不同载荷作用下产生的有限变形进行了模拟,并对其宏观有效的力学性质进行了随机数值均化模拟和分析。论文的主要工作如下:首先,由于本文将采用具有完善均化分析模块的FEAP（Finite Element Analysis Program）软件对多晶金属材料的均化问题进行模拟分析。故首先在掌握FEAP程序的总体结构和开发方法的前提下,基于晶体塑性理论和标准接口程序UMATIn、UMATLn,采用Fortran语言完成剪切滑移变形机制为主的晶体弹塑性模型用户子程序的开发工作;此外,基于Voronoi拓扑原理,采用Matlab、Ansys APDL、Python语言进行混合编程,分别构建了精确和简化的两种多晶体几何模型,为完成多晶体金属材料均化分析奠定了模型基础。其次,对所建两种多晶体几何模型进行了力学模拟测试并比较两种几何模型的测试结果,结果表明:两种多晶体几何模型所获得的可反映多晶体材料力学性质的结果相似,且简化多晶体几何模型具有有限元计算稳定性高和收敛性好的特点,因此选择简化多晶体几何模型作为后续均化研究的材料几何模型;之后,从网格尺寸、晶粒平均尺寸、晶粒取向三方面对简化多晶几何模型进行了进一步的验证,验证结果表明:网格尺寸对结果的影响较小,晶粒平均尺寸和晶粒取向对多晶体力学性质影响较大,该结论也为后续均化工作确定表征体积单元（RVE:Representative Volume Element）的尺寸确定提供了计算依据。最后,采用多尺度均化理论和适当的收敛判据,对多组随机微观结构多晶体模型进行了均化测试,并对其均化应力张量主要分量的敛散性进行了统计计算并确定出合适的RVE模型;之后,考虑材料参数具有随机性和相关性的情况下,将载荷转化为对应载荷形式的位移梯度并按照均匀位移边界条件施加在RVE模型上,通过最小二乘拟合算法基于各子样本的均化应力计算获得子样本对应有效材料模型（Von-Mises模型和Hill模型）的有效材料参数集,并统计分析不同相关系数下每一种有效材料参数的数字特征值与输入材料参数随机性和相关性之间的关系;最后,在采用单轴拉伸、简单剪切、三向剪切三种载荷类型时,将对应的有效材料参数代入有效材料模型进行均化计算,将获得的均化力学响应与RVE模型均化力学响应进行对比分析,综上结果表明:给定有效材料模型情况下,其有效材料参数集的变化不仅与选取的测试载荷类型有关,而且与微观材料参数的随机不确定性有关。
夏祖瑜[8]（2019）在《300M钢成形过程动态再结晶的元胞自动机模拟》文中研究指明300M钢在航空航天领域内被广泛用于制造各种关键结构件,国内外学者对其微观组织演变开展了大量的实验和理论研究,取得了众多成果。但是,这些研究大多集中在建立基于实验数据的数学模型或基于物理化学机制的理论模型,对热变形过程中微观组织形貌及演变过程的研究较少,而成形过程中的微观组织演变对控制工件性能有着重要作用。从晶粒演化的角度深入探讨高强钢微观组织演变机制,从而建立微观组织演变模型,实现对高强钢微观组织演变过程的精确模拟,对高强钢微观组织控制具有重要意义。因此,本文基于元胞自动机方法模拟300M钢在不同变形条件下的微观组织演变过程,对模拟结果进行分析讨论,并结合实验数据对比验证。首先,在Gleeble试验机上开展了300M钢等温压缩实验,得到300M钢在应变速率为0.0110s-1和变形温度为10501150℃条件下的应力应变曲线。基于实验数据和回归分析方法,建立了300M钢的高温流变应力模型,提取出建立元胞自动机模型所需的材料参数。然后,结合晶粒长大过程中热激活理论、晶界曲率驱动机制和能量耗散理论建立了300M钢保温过程晶粒正常长大CA模型。采用该CA模型模拟保温温度为10501150℃条件下晶粒长大过程,对长大过程中晶粒形貌演变、长大动力学、拓扑学统计和晶粒尺寸分布进行分析讨论。将模拟结果与300M钢保温实验统计得到的平均晶粒尺寸进行对比,平均误差为3.7%,原位实验中观察到晶粒长大是由晶界迁移实现的,与模拟晶粒长大过程一致,验证了模型的正确性。最后,引入位错密度变化模型、动态再结晶形核和长大模型建立了300M钢动态再结晶CA模型。动态再结晶初始组织由晶粒正常长大CA模型生成,采用动态再结晶模型模拟了在应变速率为0.0110s-1和变形温度为10501150℃条件下的动态再结晶微观组织演变过程,并分析不同应变、应变速率和温度对微观组织演变的影响。模拟结果与热压缩实验获得的晶粒形貌相似,平均晶粒尺寸误差在11.844%以内。说明该模型能够正确地反映300M钢动态再结晶的微观组织演变过程,能为300M钢热加工工艺提供一定的指导作用。
熊永南[9]（2019）在《Ni+Al纳米粉末冲击压缩响应的分子动力学研究》文中指出活性材料由两种或以上固体非爆性材料组成,如金属与金属、金属与金属氧化物、金属与高分子混合物等,在点火或受到足够强的冲击加载时发生剧烈化学反应。这类含能材料通常具有很高的能量密度和反应温度,而且还有较高的力学强度,在民用和军事领域都有广泛的应用。冲击压缩实验表明,微米和/或纳米级活性金属粉末混合物在一定条件下能发生超快速化学反应。然而这种反应受到诸多因素的影响,如冲击条件、组分分布、颗粒尺寸和形貌等等。由于当前实时诊断技术的限制,这种快速发生混合的化学反应机制目前尚未完全清楚。本工作选取一个典型的活性金属颗粒混合物体系（Ni+Al）,并利用分子动力学模拟方法,模拟冲击波在颗粒混合物中传播,以探寻其在不同条件下的形变、混合和反应机理。本工作先构建类似NaCl晶体结构的Ni+Al球形纳米颗粒混合物堆积模型（约60%TMD（理论最大密度））。然后研究在不同的活塞速度下,从颗粒级别到原子级的变形和反应特性。模拟结果表明,冲击诱导化学反应发生于非平衡过程中,伴随着温度的急剧上升和原子的快速混合。冲击波前沿处优先变形的Al颗粒相对于Ni形成高速射流,并撞击Ni颗粒,且在界面处Ni和Al原子的混合就立即发生。冲击波阵面附近出现的粒子速度分散对引发冲击诱导化学反应具有重要作用。位错主要在颗粒变形开始时或在冲击前沿附近产生,并不直接影响冲击诱导化学反应的发生。冲击后熔融Al和非晶Ni紧密接触,这对于随后的Ni和Al原子的迅速混合和反应是非常关键的。冲击诱导化学反应机制涉及到冲击阵面附近的机械化学过程和随后冲击区的相互扩散过程。本文还研究了具有不同颗粒排列方式以及密度的Ni+Al纳米颗粒混合物系统的冲击响应。粉末体系的构建基于五种典型晶体结构,即闪锌矿（zinc-blende）,NaCl,CsCl,AuCu和密堆积（close-packed）结构。不同的颗粒配位数或堆积方式导致体系密度的不同（配位数从4到12,相应地得到构型的理论最大密度为40%-91%）。冲击模拟结果表明颗粒配位数和体系密度极大影响含能粉末材料的形变和反应。相同活塞速度的加载下,观察到冲击波速度,塑性变形,温度响应,化学和微观结构变化对颗粒堆积和密度有显着的依赖性,但是在相同密度下对堆叠模式的依赖性则相对较弱。同时还提出一个反应动力学模型描述动态加载下超快速混合和反应行为。该模型可评估机械化学效应的影响程度以及后续相互扩散的快慢。现实中出于力学性能的考虑,不少应用上需要高密度的活性材料,通常为接近完全致密状态。模拟研究中仿照多晶体构建方法建立了接近完全致密的Ni+Al的晶粒混合物。冲击活塞速度范围为0.6-3.0 km/s。在中低强度冲击下,冲击前沿处也同样存在粒子速度分散现象,且随冲击强度增加而增大。位移的改变和塑性形变主要出现在冲击上升阶段,发生在晶粒界面或晶粒间结点处。塑性变形剧烈的区域通常温度也较高,热点易于形成。相比于含一定孔隙率的颗粒混合物,近完全致密体系具有更好的强度以及较低的反应敏感性。当Up≥2.5 km/s时,由于冲击引起Al的优先熔化并形成流体状塑性流,粒子速度分散区域有从冲击前沿向冲击区扩展的趋势,在冲击区存在非均匀速度场。这可引起局域剪切和侵蚀,加速原子间的混合和反应,还可能在局部形成微型涡旋。冲击引起某一组分的优先熔化也能引发机械化学行为,在超快速化学反应中发挥重要作用。
刘运芳[10]（2016）在《层状陶瓷材料多晶微结构模拟与力学响应》文中认为由于层状陶瓷复合材料具有独特的叠层结构,研究者能从宏观结构的角度对其进行层内和层间设计,从而制备综合性能优异的新型陶瓷材料。层状陶瓷材料微观多晶结构和宏观多层结构共同决定了材料的性能。然而,在目前的数值模拟研究中,大部分仅对陶瓷块材多晶微结构进行模拟,缺乏从原子尺度、多晶微结构尺度和层状结构对层状陶瓷的“结构-力学响应”关系开展数值模拟,也尚无相关计算软件。本文针对层状陶瓷基复合材料,从材料的微观多晶和宏观多层结构出发,综合采用第一性原理、蒙特卡罗方法和有限元数值计算方法,分析具有多晶微结构的层状陶瓷材料的力学响应,发展层状结构陶瓷材料参数化设计软件,为制备新型层状陶瓷基复合材料提供指导依据。主要研究内容与结果如下:（1）采用蒙特卡罗方法模拟了多晶微结构演变,并采用有限元数值方法对多晶微结构进行了力学响应分析。研究结果表明:多晶微结构的平均晶粒随着模拟时间的增大而增大,平均应力大小与平均晶粒大小符合Hall-Petch关系。（2）在单层多晶结构的基础上,采用蒙特卡罗方法模拟层状材料多晶微结构演变,并进行了有限元力学响应分析,重点研究了层数,层厚比,模量比等材料参数对层状结构材料力学响应的影响规律。研究结果表明:（a）对于三层材料,当层厚比变化时,材料硬（软）层所占比例随之变化,相应微结构模型的平均应力也发生变化。当内外层模量比大于2时,平均应力随着内层材料厚度增大而增大,当模量比小于1时,平均应力随着内层材料的厚度增大而减小。（b）对于强晶界材料,不论材料的叠层顺序是外层为硬层还是为软层,材料平均应力均随着晶粒长大而减小。对于外层为硬层时,材料的平均应力随着材料层数增多而减小,而对于外层为软层时,材料平均应力随着材料层数增多而增大。（c）对于均匀材料,平均应力与模量比呈线性增长关系;对于非均匀材料,平均应力与模量比呈非线性增长关系。（3）计算了层状结构陶瓷复合材料的残余应力及表观断裂韧性,并研究了材料层数、层厚比、烧结温度以及模量比等参数对层状陶瓷材料残余应力及表观断裂韧性的影响规律。研究结果表明:（a）当奇偶层层厚比等于1时,随着层数增多,单层越薄,受压层应力增大,受拉层应力减小。当裂纹尖端处于外层受压层时,表观断裂韧性随材料层数的增多而增大。当内外层总厚度比等于1时,拉压层的应力大小相等,且不随层数的变化而改变。当层数增多时,在压/拉层界面处的表观断裂韧性降低,但在拉/压层界面处的表观断裂韧性增大。（b）当奇偶层层厚比增大时,压应力大小降低,而拉应力大小增大。当裂纹尖端处于受压层,表观断裂韧性随层厚比的增大而增大。（c）烧结温度越高,在压/拉界面处的表观断裂韧性越大,在拉/压界面处的表观断裂韧性越小,但二者变化幅度均不大,说明烧结温度影响较小。（d）在压/拉界面处,模量比越大,表观断裂韧性越小,而在拉/压界面处,模量比越大,表观断裂韧性也越大。（4）采用面向对象程序设计,在OMTDesk软件平台下开发了交互式图形用户界面软件PCLab（Partical Cloud Laboratory）,软件集成MC和FEM模块,可进行多层多晶微结构演变模拟与力学响应分析,能快速有效的研究层状材料结构的力学性能等多物理场问题。（5）提出了综合第一性原理、蒙特卡罗及有限元模拟的层状结构复合材料宏微观设计思路,并从原子尺度、多晶微结构尺度和层状结构对所设计的HfC/BN、Zr B2/BN和SiC/BN三种层状材料的“结构-力学响应”关系进行了数值模拟,研究结果表明:相同多晶结构及晶粒界面效果作用下HfC/BN的承载能力最强,ZrB2/BN次之,SiC/BN最低;不同的多晶结构或不同的晶粒效果作用下,三种材料具有相同或相近的力学响应。
二、周期性边界条件下MC模拟晶粒数的统计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、周期性边界条件下MC模拟晶粒数的统计（论文提纲范文）
（1）钢中马氏体相变行为的相场模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 马氏体相变与逆相变行为及其研究现状 |
| 1.2.1 马氏体相变 |
| 1.2.2 马氏体逆相变 |
| 1.2.3 复杂工艺下的马氏体相变及其逆相变行为 |
| 1.2.4 加载条件下的马氏体相变行为 |
| 1.3 相场方法研究进展及现状 |
| 1.3.1 相场方法在材料科学与工程领域的应用 |
| 1.3.2 固态相变的相场研究 |
| 1.3.3 马氏体相变相场模型 |
| 1.3.4 相场方法在马氏体相变研究中的应用 |
| 1.4 本文主要研究内容及意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 马氏体相变及其逆相变的相场模型 |
| 2.1 基于微弹性理论的Allen-Cahn方程 |
| 2.2 塑性流动TDGL方程 |
| 2.3 多序参量的Allen-Cahn方程 |
| 2.4 守恒场演化控制方程 |
| 2.5 弥散界面处理 |
| 2.6 相场方程的数值求解 |
| 2.6.1 有限元求解 |
| 2.6.2 有限差分法求解 |
| 2.6.3 多相场模型优化存储算法 |
| 2.6.4 求解软件 |
| 2.7 本章小结 |
| 附录2A 化学自由能密度方程的系数A,B,C |
| 附录2B 界面厚度δ和梯度能系数β推导 |
| 参考文献 |
| 第三章 配分过程中界面迁移及等温马氏体生成的相场预测 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 模拟策略及模拟参数 |
| 3.2.1 模拟策略 |
| 3.2.2 模拟参数设计 |
| 3.3 模拟结果及讨论 |
| 3.3.1 一次淬火阶段马氏体形成 |
| 3.3.2 配分过程中碳的再分布和相变行为 |
| 3.3.3 二次淬火微观组织模拟 |
| 本章小结 |
| 附录3A 晶格常数计算参数 |
| 附录3B 驱动力?G~(γ - α′)和碳的化学势的拟合系数 |
| 参考文献 |
| 第四章 临界退火过程中马氏体逆相变行为的相场模拟研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 模拟策略及模拟参数 |
| 4.2.1 相场耦合策略 |
| 4.2.2 模拟参数设计 |
| 4.3 模拟结果及讨论 |
| 4.3.1 单晶体系微观组织演化模拟 |
| 4.3.2 多晶体系微观组织演化模拟 |
| 4.3.3 一种可能的临界退火晶粒细化机制 |
| 本章小结 |
| 附录4A Mn和Ni元素的化学势拟合参数 |
| 附录4B 摩尔Gibbs自由能拟合系数 |
| 参考文献 |
| 第五章 马氏体相变塑性行为的弹塑性相场研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 相场模型及模拟参数 |
| 5.2.1 相场模型修正 |
| 5.2.2 模拟设置 |
| 5.3 模拟结果 |
| 5.3.1 微观塑性流动对马氏体相变微观组织演化的影响 |
| 5.3.2 无外加载荷下马氏体相变 |
| 5.3.3 单轴加载下的马氏体相变模拟 |
| 5.3.4 双轴加载下的马氏体相变模拟 |
| 5.3.5 剪切加载下的马氏体相变模拟 |
| 5.3.6 轴向-切向加载下的马氏体相变模拟 |
| 5.4 结果讨论 |
| 5.4.1 马氏体相变过程中的微观塑性应变分析 |
| 5.4.2 马氏体相变塑性行为的不同机制 |
| 5.4.3 轴向和切向加载对马氏体变体择优取向行为的影响 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 课题展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（2）基于细观力学方法的材料尺寸效应和相变-变形耦合研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 尺寸效应 |
| 1.1.1 现象和机理概述 |
| 1.1.2 316L不锈钢尺寸效应研究现状 |
| 1.1.3 研究方法 |
| 1.2 相变-变形耦合作用 |
| 1.2.1 现象和机理概述 |
| 1.2.2 研究方法 |
| 1.3 基于细观力学方法的复合模型 |
| 1.3.1 宏观、细观和微观模型概述 |
| 1.3.2 描述尺寸效应的细观复合模型 |
| 1.3.3 描述TRIP材料的细观复合模型 |
| 1.4 本文研究对象、研究内容和研究意义 |
| 1.4.1 研究对象及内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 第2章 微型拉-扭疲劳试验机的研制及应用 |
| 2.1 微型拉-扭疲劳试验机的研制 |
| 2.1.1 试验机机体的设计与实现 |
| 2.1.2 试验机控制系统的设计与开发 |
| 2.1.3 试验系统的组装与调试 |
| 2.2 微型拉-扭疲劳试验机的多轴试验应用示例 |
| 2.2.1 多步扭转循环试验 |
| 2.2.2 拉-扭应变循环试验 |
| 2.2.3 多轴棘轮试验 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 不锈钢微丝的尺寸效应及细观复合模型描述 |
| 3.1 不锈钢微丝试样制备 |
| 3.1.1 细晶微丝试样的制备 |
| 3.1.2 粗晶微丝试样的制备 |
| 3.2 不锈钢微丝单轴拉伸行为及尺寸效应 |
| 3.2.1 单轴拉伸试验 |
| 3.2.2 拉伸性能及尺寸效应 |
| 3.2.3 拉伸应变硬化及尺寸效应 |
| 3.2.4 拉伸变形微观结构 |
| 3.3 不锈钢微丝大变形扭转行为及尺寸效应 |
| 3.3.1 大变形扭转试验 |
| 3.3.2 扭转性能及尺寸效应 |
| 3.3.3 扭转变形微观结构 |
| 3.4 不锈钢微丝尺寸效应的机理和细观复合模型描述 |
| 3.4.1 尺寸效应的临界n值 |
| 3.4.2 尺寸效应的机理 |
| 3.4.3 “越小越弱”尺寸效应的细观复合模型描述 |
| 3.5 不锈钢微丝扭转和拉-扭循环行为及尺寸效应 |
| 3.5.1 细晶微丝扭转和拉-扭循环行为及尺寸效应 |
| 3.5.2 粗晶微丝拉-扭循环行为及尺寸效应 |
| 3.6 不锈钢微丝扭转和拉-扭多轴疲劳性能及尺寸效应 |
| 3.6.1 细晶微丝扭转和拉-扭多轴疲劳性能及尺寸效应 |
| 3.6.2 粗晶微丝扭转及拉-扭多轴疲劳性能 |
| 3.6.3 微丝扭转和拉-扭多轴疲劳尺寸效应和寿命预测 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 TRIP-HEA的亚稳态研究 |
| 4.1 材料制备和试验手段 |
| 4.1.1 材料和试样制备 |
| 4.1.2 晶体微观结构和相变表征 |
| 4.1.3 磁结构转变表征 |
| 4.2 TRIP-HEA亚稳态的试验表征 |
| 4.2.1 退火过程中的微观结构演化 |
| 4.2.2 热循环过程中的HCP(?)FCC相变 |
| 4.2.3 热循环过程中的磁结构转变 |
| 4.2.4 不同初始相成分TRIP-HEA的机械行为 |
| 4.3 TRIP-HEA亚稳态的影响因素及对机械行为的影响 |
| 4.3.1 微观结构对亚稳态的影响 |
| 4.3.2 冷却对亚稳态的影响 |
| 4.3.3 磁结构转变对亚稳态的影响 |
| 4.3.4 亚稳态对机械行为的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 TRIP-HEA的相变-变形耦合行为及细观复合模型描述 |
| 5.1 拉伸试样和试验 |
| 5.1.1 试样制备 |
| 5.1.2 拉伸试验 |
| 5.2 TRIP-HEA的拉伸行为和变形机制 |
| 5.2.1 20%HCP TRIP-HEA拉伸行为和变形机制 |
| 5.2.2 不同初始相成分TRIP-HEA拉伸行为和变形机制 |
| 5.3 TRIP-HEA相变-变形耦合作用 |
| 5.3.1 相变对屈服应力的影响 |
| 5.3.2 相变对应变硬化的影响 |
| 5.3.3 FCC相硬化应力对相变的影响 |
| 5.4 TRIP-HEA相变-变形耦合行为细观复合模型描述 |
| 5.4.1 小应变下的宏观应力计算 |
| 5.4.2 大应变下的宏观应力计算 |
| 5.4.3 计算结果及评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）金属多层膜微观结构与离子辐照效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 纳米金属多层膜的研究现状 |
| 1.3 金属材料辐照损伤 |
| 1.3.1 材料辐照损伤物理机制 |
| 1.3.2 辐照缺陷的演化 |
| 1.4 本文研究思路 |
| 第2章 分子动力学模拟基本理论 |
| 2.1 分子动力学方法概述 |
| 2.2 分子动力学方法原理 |
| 2.3 原子间作用势 |
| 2.3.1 对势 |
| 2.3.2 多体势 |
| 2.4 周期性边界条件 |
| 2.5 Velocity-Verlet时间积分算法 |
| 2.6 分子动力学模拟的粒子系综 |
| 2.7 缺陷的识别方法 |
| 2.8 运行流程及初始体系设置 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 界面对辐照及力学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 晶界对辐照损伤的影响 |
| 3.2.1 模拟方法 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.2.3 结论 |
| 3.3 Cu/FeCoCrNi纳米多层膜的力学性能与变形机制分析 |
| 3.3.1 模拟方法 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.3.3 结论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 冷却速度对凝固钨显微组织和力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟与实验方法 |
| 4.2.1 模拟方法 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 总结和展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）极低温-高压/高应变率下Nb3Sn材料的力学响应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 超导材料的发展与应用 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 Nb_3Sn超导材料简介 |
| 1.2.1 超导体的基本性质 |
| 1.2.2 工程用Nb_3Sn超导材料的发展 |
| 1.2.3 工程用Nb_3Sn超导材料结构特征 |
| 1.3 Nb_3Sn超导材料力学行为及其超导临界性能力学效应的研究现状 |
| 1.3.1 Nb_3Sn超导材料力学行为研究 |
| 1.3.1.1 实验研究 |
| 1.3.1.2 有限元建模研究 |
| 1.3.2 Nb_3Sn超导材料超导临界性能力学效应研究 |
| 1.3.2.1 实验研究 |
| 1.3.2.2 描述Nb_3Sn超导临界性能力学效应的本构模型研究 |
| 1.4 研究内容和方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 第二章 极低温-高压作用下Nb_3Sn多晶体的力学变形分析 |
| 2.1 极低温-高压作用下Nb_3Sn多晶体力学变形分析的有限元模型 |
| 2.1.1 Voronoi Nb_3Sn多晶体三维模型的建立 |
| 2.1.2 晶粒弹性矩阵及随机取向赋予 |
| 2.1.3 周期性边界条件的施加 |
| 2.2 极低温-高压作用下Nb_3Sn多晶体模型计算结果分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 Nb_3Sn多晶体超导临界温度的力学效应 |
| 3.1 Nb_3Sn单晶体超导临界温度的力学效应 |
| 3.2 Nb_3Sn单晶超导临界温度的静水压效应 |
| 3.3 Nb_3Sn多晶超导临界温度的静水压效应 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 极低温-高压/高应变率下Nb_3Sn材料力学响应初探 |
| 4.1 分子动力学模拟简介 |
| 4.1.1 分子模拟 |
| 4.1.2 分子动力学模拟原理 |
| 4.1.3 LAMMPS简介 |
| 4.2 极低温-高压/高应变率作用下Nb_3Sn材料的力学响应初探 |
| 4.2.1 Nb_3Sn单晶体分子动力学模型的构建及验证 |
| 4.2.1.1 Nb_3Sn晶体结构简介 |
| 4.2.1.2 模型构建的步骤及参数设定 |
| 4.2.1.3 初步验证 |
| 4.2.2 Nb_3Sn多晶体分子动力学模型的构建及初步验证 |
| 4.2.2.1 模型构建 |
| 4.2.2.2 初步验证 |
| 4.3 超导临界温度的静水压效应 |
| 4.3.1 静水压加载下Nb_3Sn单晶的临界温度退化 |
| 4.3.2 静水压加载下Nb_3Sn多晶体的临界温度退化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）AZ80镁合金热变形过程组织演变的相场建模及应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 镁合金及其热变形特性研究现状 |
| 2.1.1 AZ80镁合金概述 |
| 2.1.2 细晶强韧化 |
| 2.1.3 加工硬化及敏感性 |
| 2.2 热变形过程微观组织演变模型研究现状 |
| 2.2.1 理论建模方法 |
| 2.2.2 微观组织数值模拟 |
| 2.3 相场法微观组织演变模拟研究现状 |
| 2.3.1 晶粒生长及再结晶的相场模拟 |
| 2.3.2 耦合第二相钉扎的相场模拟 |
| 2.4 镁合金等温锻造成形研究现状 |
| 2.5 研究背景意义和研究内容 |
| 2.5.1 研究背景及意义 |
| 2.5.2 研究内容 |
| 3 AZ80镁合金热变形行为的实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热压缩模拟实验 |
| 3.2.1 试验材料及实验方案 |
| 3.2.2 微观组织演化的表征实验 |
| 3.3 热变形特性分析 |
| 3.3.1 应力应变曲线 |
| 3.3.2 加工硬化效应 |
| 3.3.3 应变速率敏感性 |
| 3.3.4 变形温度敏感性 |
| 3.4 动态再结晶行为分析 |
| 3.4.1 动态再结晶临界条件 |
| 3.4.2 动态再结晶动力学 |
| 3.4.3 微观组织结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 晶粒生长及第二相钉扎的相场模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 耦合第二相钉扎的晶粒生长模型 |
| 4.2.1 扩散界面描述 |
| 4.2.2 晶粒生长相场模型 |
| 4.2.3 耦合第二相的钉扎作用 |
| 4.3 模型求解算法及参数分析 |
| 4.3.1 数值方程及其开发环境 |
| 4.3.2 序参量数量优化 |
| 4.3.3 耦合项系数确定 |
| 4.3.4 梯度能系数的影响 |
| 4.3.5 界面特征定义 |
| 4.3.6 第二相表征系数确定 |
| 4.4 晶粒生长的模拟研究 |
| 4.4.1 晶粒边界的拓扑转变 |
| 4.4.2 晶粒演化及其动力学方程 |
| 4.4.3 第二相的钉扎作用 |
| 4.5 不同类型第二相钉扎作用的模拟研究 |
| 4.5.1 第二相体积分数的影响 |
| 4.5.2 第二相尺寸大小的影响 |
| 4.5.3 第二相空间取向的影响 |
| 4.5.4 第二相分布状态的影响 |
| 4.5.5 Zener方程的验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 耦合动态再结晶与第二相钉扎的相场模型建立 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于晶粒生长、再结晶及第二相钉扎的相场模型 |
| 5.2.1 再结晶晶粒的序参量描述 |
| 5.2.2 自由能函数及其动力学方程 |
| 5.2.3 耦合第二相的钉扎作用 |
| 5.3 位错演化法则 |
| 5.3.1 变形晶粒位错活动 |
| 5.3.2 再结晶晶粒位错活动 |
| 5.3.3 第二相位错活动 |
| 5.4 动态再结晶过程形核模型 |
| 5.4.1 不连续动态再结晶机制 |
| 5.4.2 临界形核条件确定 |
| 5.4.3 形核尺寸及位置确定 |
| 5.4.4 形核率模型参数标定 |
| 5.5 晶界迁移及其长大模型 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 AZ80镁合金动态再结晶与第二相钉扎的相场模拟研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于微结构表征的拓扑生成 |
| 6.2.1 嵌入晶粒形貌的初始拓扑结构 |
| 6.2.2 嵌入第二相形貌的初始拓扑结构 |
| 6.3 动态再结晶相场模型的数值实现 |
| 6.3.1 相场模型参数的选取 |
| 6.3.2 硬化及软化参数的量化 |
| 6.3.3 数值实现流程框图 |
| 6.4 动态再结晶过程的模拟与分析 |
| 6.4.1 微观组织演化特征 |
| 6.4.2 宏观力学响应 |
| 6.4.3 动态再结晶动力学分析 |
| 6.4.4 不同初始拓扑结构的影响 |
| 6.5 第二相钉扎对动态再结晶的影响 |
| 6.5.1 第二相对动态再结晶晶粒的钉扎作用 |
| 6.5.2 微观组织演化的影响 |
| 6.5.3 宏观力学响应的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 相场模型在镁合金等温锻造组织演化的应用研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 基于相场模拟及敏感性分析的组织调控 |
| 7.2.1 工艺参数敏感性分析 |
| 7.2.2 相场模拟结果分析 |
| 7.2.3 多级变速工艺思路 |
| 7.3 等温锻造实验及其有限元模型 |
| 7.3.1 成形模具设计及过程描述 |
| 7.3.2 AZ80镁合金的热变形本构关系 |
| 7.3.3 等温锻造过程有限元模型的建立 |
| 7.4 等温锻造工艺优化及结果分析 |
| 7.4.1 初始坯料高径比优化 |
| 7.4.2 变速工艺优化 |
| 7.4.3 微观组织结果分析 |
| 7.4.4 力学性能分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）航空镍基高温合金叶片定向凝固过程多尺度耦合数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源、研究背景和目的意义 |
| 1.2 镍基高温合金与定向凝固工艺概述 |
| 1.3 定向凝固过程宏观温度场模拟研究发展概述 |
| 1.4 定向凝固过程微观组织模拟研究发展概述 |
| 1.5 定向凝固过程介观组织模拟研究发展概述 |
| 1.6 定向凝固过程多尺度耦合数值模拟研究发展概述 |
| 1.7 目前存在的主要问题与本文研究的主要内容 |
| 2 镍基高温合金定向凝固过程多尺度实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 定向凝固过程宏观尺度测温实验 |
| 2.3 定向凝固过程微观尺度组织金相、SEM实验 |
| 2.4 定向凝固介观晶粒组织竞争淘汰生长实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 定向凝固过程多尺度耦合数学模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 定向凝固过程物理模型简化及基本条件假设 |
| 3.3 定向凝固过程宏观尺度传热模型 |
| 3.4 定向凝固过程微观尺度组织生长模型 |
| 3.5 定向凝固过程介观尺度组织演化模型 |
| 3.6 宏-介/微观多尺度耦合晶粒演化模型 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 镍基高温合金定向凝固过程宏观温度场数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于离散传递的辐射热量射线动态追踪计算方法 |
| 4.3 改进差分网格的辐射数值计算 |
| 4.4 定向凝固过程宏观传热模型算法的解析及实验验证 |
| 4.5 抽拉阶段多个涡轮叶片辐射传热数值模拟 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 镍基高温合金定向凝固过程微观组织生长数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 枝晶及共晶生长元胞自动机模拟算法与数值求解 |
| 5.3 同位网格多物理场数值离散与求解技术 |
| 5.4 微观组织生长模型算法解析验证 |
| 5.5 定向凝固过程微观组织生长数值模拟 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 镍基高温合金定向凝固过程介观组织演化数值模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 介观晶粒界面追踪模拟算法与数值求解 |
| 6.3 介/微观晶粒生长模型与界面追踪模拟算法验证 |
| 6.4 定向凝固过程介观晶粒形核与生长数值模拟 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 定向凝固过程宏-介/微观多尺度耦合晶粒演化过程数值模拟 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 定向凝固宏-介/微观多尺度耦合模型实验验证 |
| 7.3 单晶叶片引晶段与选晶段凝固晶粒组织模拟 |
| 7.4 单晶叶片全尺寸整体凝固晶粒组织模拟 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 基于华铸CAE的定向凝固过程多尺度模拟软件的开发与应用 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 基于华铸CAE的定向凝固过程多尺度模拟软件的设计 |
| 8.3 定向凝固过程多尺度模拟软件的功能开发与集成 |
| 8.4 航空用单晶叶片定向凝固工艺过程模拟仿真应用 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 总结与展望 |
| 9.1 全文总结 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间的学术成果与学术交流 |
（7）有限变形下三维多晶金属弹塑性的随机数值均化分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究对象概述 |
| 1.1.1 金属晶体结构的分类 |
| 1.1.2 晶体塑性理论的研究现状 |
| 1.1.3 非均质材料的研究进展 |
| 1.2 本文的选题意义及难点 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 有限变形下多晶体材料均化的相关理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 晶体塑性变形理论 |
| 2.2.1 连续介质力学理论框架 |
| 2.2.2 晶体塑性变形运动学方程 |
| 2.2.3 本构方程及率相关硬化方程 |
| 2.3 基于平均场的数值均化理论 |
| 2.3.1 平均应变理论 |
| 2.3.2 平均应力理论 |
| 2.3.3 Hill平均场理论 |
| 2.4 宏观晶体塑性模型 |
| 2.4.1 Von-Mises晶体塑性模型 |
| 2.4.2 Hill晶体塑性模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于FEAP的多晶体微观结构的有限元建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Voronoi图基本原理及性质 |
| 3.3 基于FEAP的多晶体微观结构几何建模 |
| 3.3.1 基于FEAP的多晶体精确几何模型的构建 |
| 3.3.2 基于FEAP的多晶体简化几何模型的构建 |
| 3.4 基于FEAP晶体弹塑性用户材料模型的二次开发 |
| 3.4.1 FEAP软件平台概述 |
| 3.4.2 用户材料模型的二次开发 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 BCC结构多晶体微观结构模型的验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多晶体晶粒取向定义方法及微观力学参数介绍 |
| 4.2.1 多晶体晶粒取向的定义方法 |
| 4.2.2 多晶体微观力学基本参数介绍 |
| 4.3 基于FEAP验证简化多晶体模型和精确多晶体模型的有效性 |
| 4.4 基于FEAP验证简化多晶体模型力学性能的影响因素 |
| 4.4.1 网格尺寸对多晶体力学性质的影响 |
| 4.4.2 晶粒平均尺寸对多晶体力学性质的影响 |
| 4.4.3 晶粒取向对多晶体力学性质的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 DC04 钢金属多晶体的随机数值均化分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 DC04 钢多晶体表征体积单元尺寸的确定 |
| 5.3 基于蒙特卡罗思想的随机数值均化方法 |
| 5.3.1 材料参数随机不确定性的生成方法 |
| 5.3.2 获取有效参数的计算方法 |
| 5.4 不同载荷类型下的有效材料参数集 |
| 5.4.1 单轴拉伸载荷类型下的有效参数集 |
| 5.4.2 简单剪切载荷的有效参数集 |
| 5.4.3 三向剪切载荷的有效参数集 |
| 5.5 结果对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）300M钢成形过程动态再结晶的元胞自动机模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 300M钢成形的研究现状 |
| 1.3 热成形过程动态再结晶理论 |
| 1.4 微观组织演变模拟研究现状 |
| 1.5 课题来源及研究意义 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 2 元胞自动机模拟方法原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 元胞自动机模拟方法的发展历程 |
| 2.3 元胞自动机的定义及特点 |
| 2.4 元胞自动机的分类 |
| 2.5 元胞自动机的基本构成 |
| 2.6 小结 |
| 3 300M钢的流变行为及组织演化实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料及方法 |
| 3.3 300M钢的应力应变曲线 |
| 3.4 300M钢流变应力模型的建立及验证 |
| 3.5 小结 |
| 4 保温过程晶粒正常长大的元胞自动机模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与实验 |
| 4.3 晶粒正常长大的元胞自动机模型 |
| 4.4 程序实现 |
| 4.5 模拟结果讨论与验证 |
| 4.6 小结 |
| 5 动态再结晶过程的元胞自动机模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 300M钢动态再结晶CA模型 |
| 5.3 动态再结晶模拟程序实现 |
| 5.4 模拟结果验证与分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（9）Ni+Al纳米粉末冲击压缩响应的分子动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 活性材料 |
| 1.2 冲击引起的化学反应 |
| 1.3 活性粉末冲击响应的研究现状 |
| 1.3.1 实验与模拟研究现状 |
| 1.3.2 反应机制 |
| 1.4 总结与选题说明 |
| 第2章 基础理论与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 颗粒接触与颗粒堆积 |
| 2.2.1 颗粒接触模型 |
| 2.2.2 颗粒堆积 |
| 2.3 冲击波与状态方程 |
| 2.3.1 冲击压缩基本方程 |
| 2.3.2 粉末与多孔材料状态方程 |
| 2.3.3 混合物状态方程 |
| 2.3.4 粉末压缩模型 |
| 2.3.5 反应体系模型 |
| 2.4 模拟计算方法 |
| 2.4.1 分子动力学简介 |
| 2.4.2 Ni-Al体系的EAM势函数 |
| 2.4.3 冲击模拟方法 |
| 2.4.4 计算与分析方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Ni+Al纳米颗粒混合物的冲击诱导化学反应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模拟细节 |
| 3.3 模拟结果 |
| 3.3.1 冲击初始模型特征 |
| 3.3.2 冲击Hugoniot关系 |
| 3.3.3 颗粒变形特征 |
| 3.3.4 Ni和 Al之间的粒子速度差异 |
| 3.3.5 热响应与化学反应 |
| 3.3.6 微观结构演变 |
| 3.4 模拟结果讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 密度和堆积方式对冲击响应的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型构建与模拟细节 |
| 4.2.1 颗粒堆积模型构建 |
| 4.2.2 模拟方法 |
| 4.3 冲击模拟结果 |
| 4.3.1 各构型的Hugoniot关系 |
| 4.3.2 热力学响应和化学反应 |
| 4.3.3 反应动力学 |
| 4.3.4 冲击耗散机制 |
| 4.3.5 颗粒损伤与微观结构演变 |
| 4.4 结果讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 近完全致密体系的冲击响应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型构建与模拟方法 |
| 5.2.1 模型构建 |
| 5.2.2 模拟与分析方法 |
| 5.3 体系中冲击波的传播 |
| 5.4 非均匀形变 |
| 5.5 热点形成与化学反应 |
| 5.6 本章小结 |
| 全文总结及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读博士学位期间所发表学术论文和其它成果 |
（10）层状陶瓷材料多晶微结构模拟与力学响应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 论文的主要创新与贡献 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 层状结构陶瓷材料 |
| 1.2.1 层状陶瓷材料的结构特点 |
| 1.2.2 层状结构陶瓷的制备工艺 |
| 1.2.3 层状结构陶瓷材料体系 |
| 1.2.4 层状结构陶瓷材料的应用 |
| 1.3 层状结构陶瓷材料的强韧化 |
| 1.3.1 弱界面裂纹偏转增韧机制 |
| 1.3.2 延性夹层裂纹桥联增韧机制 |
| 1.3.3 强界面残余应力增韧机制 |
| 1.4 层状结构陶瓷材料性能模拟 |
| 1.4.1 材料微观组织结构计算机模拟 |
| 1.4.2 微观组织的蒙特卡罗模拟 |
| 1.4.3 蒙特卡罗方法的材料领域中的应用 |
| 1.4.4 层状结构陶瓷材料力学性能模拟与残余应力增韧 |
| 1.4.5 层状材料多晶结构与力学响应模拟 |
| 1.5 本文的选题依据及研究目标 |
| 1.5.1 选题依据 |
| 1.5.2 研究目标 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第2章 计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 蒙特卡罗多晶微结构模拟 |
| 2.2.1 蒙特卡罗晶格点阵模型 |
| 2.2.2 能量计算 |
| 2.2.3 跃迁概率 |
| 2.2.4 晶粒大小及晶粒数计算 |
| 2.2.5 晶粒生长指数 |
| 2.3 多晶结构的有限元力学响应分析 |
| 2.3.1 弹性力学基础理论 |
| 2.3.2 材料性质 |
| 2.3.3 有限元数值求解 |
| 2.3.4 计算流程图 |
| 2.4 材料多晶微结构及力学响应流程图 |
| 2.4.1 二维单层材料多晶微结构及力学响应流程图 |
| 2.4.2 二维层状材料多晶微结构及力学响应流程图 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 二维单层材料多晶微结构演变及力学响应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单层多晶微结构晶粒生长的蒙特卡罗模拟 |
| 3.2.1 多晶微结构晶粒生长的模拟流程图 |
| 3.2.2 模拟参数的确定 |
| 3.2.3 多晶微结构模拟结果分析 |
| 3.3 单层多晶微结构的有限元力学响应分析 |
| 3.3.1 多晶结构的计算模型 |
| 3.3.2 多晶结构的应力分布 |
| 3.3.3 晶粒界面对应力分布的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 二维层状材料多晶微结构演变及力学响应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 层状材料多晶微结构模拟 |
| 4.2.1 层状材料结构 |
| 4.2.2 蒙特卡罗晶格点阵模型与模拟流程图 |
| 4.2.3 模拟参数的确定 |
| 4.2.4 层状材料多晶微结构统计分析 |
| 4.3 有限元建模与求解 |
| 4.3.1 模型确定及网格划分 |
| 4.3.2 层内晶粒之间的界面 |
| 4.3.3 层与层之间的界面 |
| 4.3.4 考虑两种界面的多晶结构 |
| 4.4 层状材料多晶微结构力学响应 |
| 4.4.1 层状材料多晶微结构应力分布 |
| 4.4.2 层厚比对层状材料多晶微结构力学响应的影响 |
| 4.4.3 层数对层状材料多晶微结构力学响应的影响 |
| 4.4.4 模量比对层状材料多晶微结构力学响应的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 层状材料多晶微结构与力学响应软件设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 面向对象程序设计框架 |
| 5.2.1 界面设计 |
| 5.2.2 程序模块 |
| 5.3 软件功能 |
| 5.3.1 软件执行 |
| 5.3.2 前处理 |
| 5.3.3 求解器 |
| 5.3.4 后处理 |
| 5.4 算例 |
| 5.4.1 算例1:二维单层微结构模拟 |
| 5.4.2 算例2:二维层状材料微结构控制 |
| 5.4.3 算例3:二维层状微结构及力学响应 |
| 5.4.4 算例4:三维微结构模拟及力学响应 |
| 5.5 软件扩展 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 层状复合材料中的残余应力及其对增韧行为的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 结构与参数 |
| 6.3 残余应力分析 |
| 6.4 表观断裂韧性 |
| 6.5 材料参数对残余应力及表观断裂韧性的影响 |
| 6.5.1 层数对残余应力及表观断裂韧性的影响 |
| 6.5.2 层厚比对残余应力及表观断裂韧性的影响 |
| 6.5.3 烧结温度对残余应力及表观断裂韧性的影响 |
| 6.5.4 模量比对残余应力及表观断裂韧性的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 层状结构复合材料宏微观设计 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 层状结构复合材料宏微观设计思路 |
| 7.3 多层结构复合材料设计过程 |
| 7.3.1 基于第一性原理计算的材料体系设计 |
| 7.3.2 基于蒙特卡罗算法的多晶结构模拟 |
| 7.3.3 基于有限元计算的多物理场分析与性能预测 |
| 7.4 设计展望 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 附录3 |
| 附录4 |
| 附录5 |
| 附录6 |
| 附录7 |
| 附录8 |
| 附录9 |
| 附录10 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
四、周期性边界条件下MC模拟晶粒数的统计（论文参考文献）
- [1]钢中马氏体相变行为的相场模拟研究[D]. 张星. 上海交通大学, 2020(01)
- [2]基于细观力学方法的材料尺寸效应和相变-变形耦合研究[D]. 付巳超. 天津大学, 2020(01)
- [3]金属多层膜微观结构与离子辐照效应研究[D]. 崔士勇. 湖南大学, 2020(07)
- [4]极低温-高压/高应变率下Nb3Sn材料的力学响应分析[D]. 何宇新. 太原理工大学, 2020(07)
- [5]AZ80镁合金热变形过程组织演变的相场建模及应用研究[D]. 蔡贇. 北京科技大学, 2020(06)
- [6]航空镍基高温合金叶片定向凝固过程多尺度耦合数值模拟研究[D]. 郭钊. 华中科技大学, 2019(01)
- [7]有限变形下三维多晶金属弹塑性的随机数值均化分析[D]. 薛寒冰. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [8]300M钢成形过程动态再结晶的元胞自动机模拟[D]. 夏祖瑜. 华中科技大学, 2019(03)
- [9]Ni+Al纳米粉末冲击压缩响应的分子动力学研究[D]. 熊永南. 湖南大学, 2019
- [10]层状陶瓷材料多晶微结构模拟与力学响应[D]. 刘运芳. 西北工业大学, 2016(08)