其它材料分析方法.ppt

与数值计算相关的材料分析方法与数值计算相关的材料分析方法-Modeling and Simulation1 材料科学数值模拟考虑的主要素空间尺度空间尺度时间尺度时间尺度不同不同时空尺度时空尺度下的材料的数下的材料的数值模拟方法值模拟方法与与塑性变形不同塑性变形不同尺度相关的模拟尺度相关的模拟方法方法 Simulation Techniques at the Nano-Micro scale Statistical Mechanics in Atomic-scale Monte-Carlo Method Molecular DynamicsExamples 1Monte-Carlo MethodExamples 2Monte-Carlo MethodExamples 3Monte-Carlo MethodExamples 1Molecular DynamicsExamples 2Molecular Dynamics Simulation Techniques at Micro-Meso scale Dislocation DynamicsPhase field Kinetic ModelsCellular AutomataCalphad TechniquesDislocation DynamicsExamples 1Examples 1Phase field Kinetic ModelsCellular AutomataExamples 1Examples 2Cellular AutomataExamples 3Cellular AutomataCalphad Techniques 基于平衡过程热力学及扩散动力学的基本理基于平衡过程热力学及扩散动力学的基本理论。目前，主要的应用软件包括论。目前，主要的应用软件包括THERMAL-CALC、DICTRA等等热力学、动力学计算实例热力学、动力学计算实例热力学相图计算的基本原理热力学相图计算的基本原理热力学相图计算的基本原理热力学相图计算的基本原理其中，某相m的吉布斯自由能 表达为：式中的是组元在计算参考单元的摩尔分数，是元素的基准能量,是过剩吉布斯自由能，为交互作用系数，可以是温度的函数。动力学模型动力学模型 多元体系的扩散可以由Fick-Onsager 定律描述：是比例系数，又称为扩散系数。是组元的浓度梯度。由于 有可能随着成分的改变而发生很大的变化，一般采用数值方法来解扩散方程：div()式中的div（）是扩散流量的散度。将热力学及动力学结合，应经用于下列工程问将热力学及动力学结合，应经用于下列工程问题：题：单相问题单相问题：合金的均匀化合金的均匀化钢在奥氏体状态时的碳化与脱碳钢在奥氏体状态时的碳化与脱碳移动边界问题：移动边界问题：钢在奥氏体状态下碳的扩散钢在奥氏体状态下碳的扩散钛合金中中间相的长大钛合金中中间相的长大包覆层钢的反应包覆层钢的反应分散系统中的扩散问题：分散系统中的扩散问题：高温合金的碳化高温合金的碳化高速钢的碳化高速钢的碳化共晶长大问题共晶长大问题：合金钢中珠光体的长大合金钢中珠光体的长大 Simulation Techniques at Meso-Macro scale FEM ANN Fuzzy set Theory.FEM1）弹塑性分析：弹塑性分析：cdbFig.4.1 A suggested model of crack initiation and propagation at inclusionsinclusionmatrixFig.4.2 The FEM model of Al2O3 inclusion in PM Rene95 FEMbFig.4.3 Calculated stress field(Z-axis)around Al2O3/matrix by ANSYS FEM FEM2 2）热刚塑性分析）热刚塑性分析GH4169合金盘件的组织演化分析合金盘件成形工艺分析合金盘件成形工艺分析ANNtji输出层输出层隐含层隐含层输入层输入层三层三层BPBP网络结构网络结构实例实例