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元胞自动机中的组织生长

给出元胞自动机中组织生长的数学描述 .通过引入组织  (本文共3页) 阅读全文>>

河南理工大学
河南理工大学

微观晶体相变过程模拟的研究

钢铁材料由于其良好的性能和低廉的成本而成为现代生活中最主要的工程结构材料。奥氏体-铁素体相变是钢铁材料制备、加工和热处理过程中发生的一种很普遍的物理冶金现象。奥氏体-铁素体相变的热力学与动力学决定了钢铁材料制备加工过程中的组织演化,从而决定了相变后的材料组织状态。而材料的组织状态又决定了材料的各种性能。因此,研究奥氏体-铁素体相变的热力学和动力学,建立材料制备加工工艺与其组织状态的定量关系,对于设计材料成分和控制制备加工工艺以获得所要求的材料性能具有十分重要的意义。本文针对奥氏体-铁素体相变的静态再结晶模拟过程作深入研究,主要工作如下几点:首先对几种算法模型及对各自优点-缺点进行深入分析,并对它们在各应用范畴进行有针对性地探讨,为下面本文研究重点提供模型的理论依据。其次对等温及形变诱导相变方式进行介绍,并对各自模型,特别是对浓度场和能量场等方面进行研究,并对各个过程的数学与物理过程对数值解析进行说明,就模拟结果进行对比,为后面的...  (本文共112页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京邮电大学
北京邮电大学

基于元胞自动机与装配网络的机械自组织特性研究

机械设计是机械制造业的基础,机械产品在设计阶段所投入的成本虽然较少,但却决定了机械产品的成本和特性。提高机械产品的设计质量能够降低生产成本、提高生产效率。因此对机械设计方法的研究可以促进机械制造业的发展。计算机辅助设计(CAD)在很大程度上简化了设计人员的设计工作,但其作用仅是将设计人员设计的机械产品具象化、模型化,难以对更依靠设计人员自身知识和经验的设计过程进行辅助。因此探寻一种合适的机械自动化设计方法,让计算机有效的辅助甚至代替设计人员进行机械设计,对机械设计领域相关研究的发展具有重要的意义。机械自组织是指机械系统在没有外界特定干预的情况下,利用系统内部元素和规则自行演化发展得到机械产品的设计过程,是机械自动化设计的一个研究方向。本文主要利用元胞自动机理论和装配网络理论对机械产品自组织过程及其特性进行研究。从复杂网络理论入手,根据小世界网络、无标度网络以及社会网络的特性对装配网络理论进行相关的优化,对装配网络生成模型的初始化...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

晶粒组织演化的元胞自动机模拟

本文利用元胞自动机(Cellular Automata)方法系统的研究了单相晶粒的正常长大、两相晶粒粗化、动态再结晶过程;初步地研究了非均匀温度场下单相晶粒长大和动态再结晶过程。首先,通过引入能量最低原则,利用完善后的元胞自动机方法,建立了单相晶粒正常长大的元胞自动机模型。模拟结果表明:晶粒的拓扑结构多为5、6、7边形,且六边形晶粒所占比例最大;晶粒多为等轴状,交点为三边交点,交角大约为120度,与实际晶粒组织十分相似;在模拟的过程中存在两种基本拓扑变换;晶粒的生长主要通过大晶粒不断吞噬其周围的小晶粒和边数较多的晶粒吞噬边数较小的晶粒来实现。模拟结果得出晶粒正常生长的生长指数n=0.472,与理论值n=0.5较为接近。研究了温度对晶粒长大的影响,发现温度对晶粒长大速度有一定的影响,但对生长指数的影响不大。利用晶粒正常长大的元胞自动机模型,模拟了TA15合金在1050℃保温时晶粒长大过程。模拟结果得出晶粒生长指数n=0.481,与...  (本文共112页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

双相钢连续退火过程组织演变的计算模拟

先进高强钢因其优异的综合性能在汽车工业得到了广泛的应用。双相钢作为第一代先进高强钢的代表之一,兼具高强度和良好的成形性,是汽车制造中应用最广泛的先进高强钢。双相钢的工业生产以连续退火工艺为主,其热处理过程伴随着一系列复杂的物理冶金现象,如铁素体再结晶、渗碳体球化、奥氏体化转变以及奥氏体-铁素体转变等。这些物理冶金现象相继或同时发生,彼此之间可能存在复杂的相互作用关系。上述转变过程的微小变化可能导致最终获得的双相钢微观组织发生显著改变,而材料的微观组织结构是决定其宏观力学性能的主要因素,因此,研究双相钢连续退火过程中微观组织的演变行为,对材料成分设计以及加工工艺制定与优化具有十分重要的意义。本文主要从介观尺度对冷轧双相钢连续退火过程中发生的相关物理冶金现象进行建模与模拟,并最终实现冷轧双相钢连续退火全流程的微观组织演变模拟与组织预报。本文首先建立了一种数字化材料表示(DMR)算法,以实现基于真实微观组织结构数据的材料微结构几何模型...  (本文共164页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

金属热变形及焊缝凝固过程的元胞自动机模拟

金属材料性能很大程度上取决于其微观组织,因此控制材料微观组织演变对热加工过程的理论发展和技术优化有重要的意义。长期以来,对金属成型过程微观组织演变的研究主要建立在实验和半经验公式基础上,这种方法既增加了产品成本、延长了生产周期,又无法直接观察材料的微观组织演变过程。近年来,随着高性能计算设备和新的模拟技术的出现,计算机模拟成为研究热加工过程微观组织演变的重要手段。元胞自动机(CA)法是一种广泛应用的材料介观组织模拟方法,与传统的数值计算和模拟方法相比,它在物理系统的计算和模拟中的应用更为灵活。CA法的转变规则兼具确定性和随机性,可以很好的和材料加工理论模型结合在一起,因此适合于模拟晶粒形核与长大过程。本文采用CA方法分别对金属热变形和焊接凝固过程的微观组织演变进行了模拟,主要内容如下:(1)基于动态再结晶组织转变原理,建立了纯金属动态再结晶过程的二维CA模型。模型综合考虑了位错密度演变、动态再结晶形核及再结晶晶粒长大等一系列过程...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>