deform中晶粒模拟.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-datedeform中晶粒模拟deform中晶粒模拟晶粒模拟1.输入变形主要文件2.输入与晶粒有关的材料参数3.输入最初的晶粒变量4.运行模拟5.准备及运行空冷模拟6. 准备及运行水中淬火模拟7.后处理8.改变条件介绍本章的目的是介绍如何采用DEFORM2D晶粒模拟模拟锻造过程及热处理过程中微观组织的变化。再结晶度及平均晶粒尺寸是使用者最关心的参数，该模型中共有16中晶粒变量，他们都放在数据库中。静态再结晶、中间动态再结晶、动态再结晶的演化机理和结晶成长都在模型中被计算。在每一个时间步里，基于时间、温度、应力、应力速率、演化历史，变形机制被定义，晶粒的变化被计算和更新。关于该模拟完整的解释在用户文档中有。注意：1）由于锻造过程的复杂性，对动态再结晶的同步模拟几乎是不可能的。实际上动态再结晶的计算是在变形过程之后。中间动态再结晶，动态再结晶也是如此。这就是说，用户将看不到任何的结果除非一个非变形的模拟（例如：热处理）跟在一个变形模拟的后面。2）要完成一个完整的晶粒变化模拟，用户必须确定一个完整的热处理过程。特别是坯料必须在模拟结束时彻底的冷却。问题摘要空冷水中淬火是一个既简单又让人头疼的过程，该问题使用SI单位，轴对称。材料IN718,模具材料H13钢。1.输入变形主要文件做一个工作路径，打开DEFORM 2D，用Problem ID GRAIN_LAB,打开前处理，装载KEY文件UPSET.KEY.这个KEY文件包含了该模拟的所有信息。2.输入与晶粒有关的材料参数点击模拟控制按纽，激活“晶粒”，到材料中选择IN718，点击晶粒窗口，窗口显示如下：激活meta-dynamic、grain growth，不激活其他俩个，输入以下数据到相应的矩阵。最高应力应变速率极限中间动态再结晶动力中间动态再结晶晶粒尺寸晶粒生长这些数都是温度或应变速率的函数。矩阵的第一栏定义了这个数的温度或应变速率，如果这个数是不受温度或应变速率约束的，那么矩阵的第一栏是不重要的。输入300在Temp Limit（临时限制）， 它阻止在该温度下的结晶模拟，保持应变速率Coef为0。检查好了退出。3.输入最初的晶粒变量进入Object窗口，选择材料，点击element date（要素），点击Grain tab。所有的结晶变量可以在此定义和显示。初始化平均晶粒尺寸和初始晶粒尺寸为100，单位m。初始晶粒尺寸基于未结晶晶粒尺寸。显示平均晶粒尺寸和初始晶粒尺寸，确定正确。检查好了退出。4.运行模拟生成数据库文件GRAIN_LAB.DB并运行。5.准备及运行空冷模拟当前面的模拟结束后，通过前处理进入最后一步，进入Simulation Control窗口，关掉deformation。进入Stopping Step，变成steps by to Time，输入0.1在Time per step.模拟步数20，5步一保存。所以空冷时间2秒。到Object中，设上模速度0到Inter Object中，将上模上移5mm。生成数据库。模拟。6. 准备及运行水中淬火模拟当前面的模拟结束后，通过前处理进入最后一步，如果你现在进入object - Element Grain，你将看到目前的再结晶率及平均晶粒尺寸。进入Simulation Control窗口，在Processing Condition中，改变environmental Convection coefficients（环境对流系数）为水中淬火的15，进入Stopping Step中，变模拟步数为100。到Inter Object中，将下模下移5mm。生成数据库。模拟。7.后处理当前面的模拟结束后，进入后处理，你可以在看到State Variables under tab Mic.中看到晶粒变化的结果；你也可以在Element中看到所有晶粒变量，结果可以用Point -Tracked.跟踪。8.改变条件人们非常感兴趣的是当条件改变时微观组织是如何变化的。例如，如果的你改变空冷的时间为10s，你可以看到一个完全不同的微观组织分布。你也可以增加the Meta-dynamic Recrystallization Kinetics中的参数a4，以加速再结晶过程。请熟悉这个过程。（注意：该模拟经常包括非常复杂的模拟过程。用Multiple Operation（复杂操作）会比较容易完成这项工作（假定你会Multiple Operation）在the grn_test directory中，有四个例子你可以试一下）-