一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法

1.本发明属于金属微观组织表征技术领域，具体涉及一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法。


背景技术：

2.对于金属材料，微观组织是影响材料性能的关键因素，通过合理控制微观组织状态可以达到实现材料预期性能的目的。自然界中大部分金属材料属于多晶材料，其中晶粒是金属材料显微组织的基本单元。通常对于金属制品，在其制造与使用过程中，受加工工艺的影响，材料内部晶粒组织特征会发生改变。无论何种金属材料，使用性能都是决定产品质量与寿命的关键因素，改善性能是金属材料可持续发展的必然趋势。
3.近年来，合金表面产生的残余压应力和梯度结构，显著提高了合金的力学性能，特别是疲劳强度。现有技术主要采用高能喷丸、激光喷丸、超声表面滚压和表面机械磨损处理(smat)等多种典型的变质处理方法来获得表面梯度结构。
4.由于材料的应力和应变与晶粒尺寸、形状、方向及其分布有关，有限元微观力学模拟需要在有限元/计算机辅助工程(cae)计算环境中建模的晶粒结构。目前有限元方法越来越多地用于多晶材料的微观力学建模。多晶有限元建模为晶粒间相互作用行为和局部变形机制提供了宝贵的见解，可作为模拟小型金属产品微成型过程的有效工具，并能够模拟组件在使用中的局部损坏过程。构建源自真实晶粒结构的有限元模型对于精确模拟至关重要。
5.通过将金相观察映射到晶粒模型，通过处理数字化图像或扫描电子显微镜(sem)/电子背散射衍射(ebsd)数据重建晶粒结构。然而，这些方法在实际应用中通常非常费时费力。
6.现在使用voronoi镶嵌模型来表示金属虚拟微观组织，因为它们提供了一种自然省时省力的解决方案来表示具有不均匀晶粒形状的晶粒结构。但是voronoi镶嵌模型，受控参数较少且表示晶粒比较随机，不能很好的贴合实际晶粒模型。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的不足与难题，本发明旨在提供一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法。本发明涉及一种新的表征金属微观组织的方法，在voronoi镶嵌模型来表示金属虚拟微观组织的基础上，对传统的voronoi镶嵌模型赋予晶粒尺寸，晶粒规则度，晶界宽度，晶粒长宽比系数等控制参数，根据实际需要，来控制生成金属虚拟微观组织，该受控金属虚拟微观组织应用于有限元微观力学模型仿真。
8.本发明通过以下技术方案予以实现：
9.一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法，在voronoi镶嵌模型的基础上，通过赋予不同的控制参数可以得到三种不同的晶粒模型，然后对该晶粒模型赋予晶界，得到有界的晶粒模型。
10.三种不同的晶粒模型为：
11.(1)对晶粒模型赋予不同的规则度获得晶粒尺寸分布为不同泊松曲线的等轴晶晶粒模型；
12.(2)对晶粒赋予更高的晶粒长宽比系数，可以得到柱状晶模型；
13.(3)对不同区域的晶粒赋予不同的晶粒长宽比系数，可以得到过渡结构晶粒模型；
14.本发明方法具体步骤如下：
15.s1、生成一个矩形区域ω，将矩形区域ω划分为n个边长相同且连续的正六边形
16.s2、提取全部正六边形的中心，对正六边形的中心进行不同程度的偏移，得到一个离散点集
17.s3、基于离散点集为质心进行voronoi划分，划分的每一个凸包多边形代表为一个晶粒，此时获得等轴晶晶粒模型；
18.s4、在等轴晶晶粒模型的基础上，对晶粒赋予晶粒长宽比系数k，(k＝10，15，20......)，此时获得柱状晶晶粒模型；
19.s5、在等轴晶晶粒模型的基础上，对不同区域的晶粒赋予不同的晶粒长宽比系数，可以得到过渡结构晶粒模型，具体操作如下：
20.把矩形区域ω分为区域1，区域2，区域3三个依次相连的矩形区域，分别用符号ω1，ω2，ω3表示；
21.判断全部晶粒的端点p(x，y)在ω1，ω2，ω3中的哪一个区域，根据晶粒端点p在不同的区域位置，改变p点的坐标；
22.找到因为改变晶粒端点坐标而失去凸包特性的晶粒，再对失去凸包特性的晶粒的端点就行修改恢复晶粒的凸包特性；
23.s6、在上述三种晶粒模型中，抑制晶粒中小于0.001mm的边的生成；
24.s7、对晶粒模型中晶粒的每条边赋予宽度，使之成为晶界。
25.与现有技术相比，本发明在voronoi镶嵌模型来表示金属虚拟微观组织的基础上，对传统的voronoi镶嵌模型赋予晶粒尺寸，晶粒规则度，晶界宽度，晶粒长宽比系数等控制参数，根据实际需要，来控制生成金属虚拟微观组织，很好的贴合实际晶粒模型。
附图说明
26.图1为本发明金属虚拟微观组织生成流程图；
27.图2为本发明步骤一将矩形区域划分为连续相连的正六边形的示意图；
28.图3为本发明步骤二正六边形中心偏移的示意图；
29.图4为本发明步骤三生成的不同规则度的等轴晶模型；
30.图5为本发明步骤四生成的δ＝0.8柱状晶模型；
31.图6为本发明步骤五中将矩形区域划分为区域1，区域2，区域3的分布图；
32.图7为本发明步骤五中失去凸包特性的晶粒与其相邻的晶粒；
33.图8为本发明步骤五中恢复凸包特性的晶粒与其相邻的晶粒；
34.图9为本发明步骤五生成的δ＝0.8过渡结构晶粒模型；
35.图10为本发明极短边存在导致晶粒在生成晶界时产生多余部分的示意图；
36.图11为本发明步骤七中晶粒端点偏移产生晶界的示意图；
37.图12为本发明模拟的有界的金属虚拟微观组织。
具体实施方式
38.下面结合附图，对本发明作进一步地说明。
39.一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法，流程入图1所示，
40.步骤一、生成一个矩形区域ω，将矩形区域ω划分为n个边长相同且连续的正六边形；
41.步骤二、提取全部正六边形的中心，对正六边形的中心进行不同程度的偏移，通过定义δ的值来表示点集s偏移的离散程度，得到一个离散点集；
42.步骤三、基于离散点集为质心进行voronoi划分，划分的每一个凸包多边形代表为一个晶粒，此时获得等轴晶晶粒模型；步骤s2中δ代表着晶粒的规则度，δ越大晶粒变得越统一，δ＝1，表示等轴晶模型中晶粒全部为正六边形；δ＝0，表示等轴晶模型为纯泊松的voronoi镶嵌；
43.步骤四、在等轴晶晶粒模型的基础上，对晶粒赋予晶粒长宽比系数k，此时获得柱状晶晶粒模型；
44.步骤五、将矩形区域划分为区域1、区域2、区域3三个依次相连的矩形区域，在等轴晶晶粒模型的基础上，对不同区域的晶粒赋予不同的晶粒长宽比系数，从而得到过渡结构晶粒模型；
45.步骤六、在上述三种晶粒模型中，抑制晶粒中小于0.001mm的边的生成；
46.步骤七、对晶粒模型中晶粒的每条边赋予宽度，使之成为晶界。
47.本发明实施例通过控制种子点的分布的离散程度，使用种子点进行voronoi划分；获取不同尺寸分布的等轴晶晶粒模型；在等轴晶晶粒模型的基础上拉伸等轴晶模型获取柱状晶晶粒模型；在等轴晶晶粒模型的基础上，通过区域的划分，每个区域的晶粒进行不同的拉伸获得过渡结构晶粒模型；具体步骤如下：
48.步骤一：
49.在二维空间下，生成一个l mm*h mm的矩形区域ω∈{(x，y)|0＜＝x＜＝l，0＜＝y＜＝h}；
50.根据定义的平均晶粒尺寸d mm，将矩形区域划分为n个边长相同且连续的正六边形，如图2所示；全部正六边形的边的长度为a mm；
51.nd2π＝hl；
52.步骤二：
53.提取步骤一中全部正六边形的中心，获得点集s＝{p1，p2，
…
，pn}；
54.如图3所示，偏移点集s的坐标：以正六边形的中心p为圆点，r为半径，画圆，使得p随机偏移到所画的圆的圆弧上；
55.偏移前中心点p的坐标为(x，y)
56.偏移后，p的坐标为(x+r sinθ，y+r cosθ)
57.58.通过定义δ的值来表示点集s偏移的离散程度；δ∈[0，1]；
[0059]
δ＝1，表示点集s不偏移δ＝0，表示点集s偏移程度最大。
[0060]
步骤三：等轴晶晶粒模型的生成
[0061]
基于步骤二获得的离散点集s进行voronoi划分，划分的每一个凸包多边形代表为一个晶粒；
[0062]
步骤二中δ代表着晶粒的规则度，δ越大晶粒变得越统一；
[0063]
δ＝1，表示等轴晶模型中晶粒全部为正六边形；
[0064]
δ＝0，表示等轴晶模型为纯泊松的voronoi镶嵌；
[0065]
此时，获得不同规则度的等轴晶晶粒模型；如图4所示。
[0066]
步骤四：柱状晶模型的生成
[0067]
获取步骤三基于离散点p划分的凸包多边形的端点，端点构成点集j，
[0068]
点集j中的点以p为参考点逆时针排序
[0069][0070]
对点集j的横坐标进行k倍拉伸，坐标值改变
[0071][0072]
此时，原有的等轴晶晶粒模型改变为柱状晶晶粒模型；如图5所示。
[0073]
柱状晶晶粒的平均长宽比约为k。
[0074]
步骤五：过渡结构晶粒模型的生成
[0075]
过渡结构的虚拟晶粒结构，将该结构的生成区域分为3个连续区域，每个区域有着不同的晶粒类型：
[0076]
(a)包括区域1内，晶粒的长宽比约为k1＝10的晶粒；
[0077]
(b)包括区域2内，晶粒的长宽比约为k2＝5的晶粒，区域2内的晶粒与区域1和区域3的晶粒相互连接
[0078]
(c)包括区域3内，晶粒的长宽比约为1的晶粒。
[0079]
步骤5.1
[0080]
如图6所示，将步骤一生成的矩形区域ω，按需要划分为区域1，区域2，区域3，三个依次相连的矩形区域，分别用符号ω1，ω2，ω3表示，其中
[0081]
ω＝ω1+ω2+ω3[0082]
ω1∈{(x，y)|0＜＝x＜＝l1，0＜＝y＜＝h}，该区域的晶粒平均长宽比约为k1，默认k1＝10
[0083]
ω2∈{(x，y)| l1＜＝x＜＝l2，0＜＝y＜＝h}，该区域的晶粒平均长宽比约为k2，默认k2＝5
[0084]
ω3∈{(x，y)| l2＜＝x＜＝l，0＜＝y＜＝h}，该区域的晶粒平均长宽比约为1；
[0085]
其中0＜l1＜l2＜l，l2＝l-4*r；l1＝l2-3*r；可根据实际需要更改l1，l2的值，来
控制区域1，区域2和区域3的晶粒数目；
[0086]
其中1≤k3＜k2＜k1，k1，k2，k3的值，根据实际需要自由设定。
[0087]
步骤5.2
[0088]
获取步骤三基于离散点p划分的凸包多边形的端点，端点构成点集j；将点集j中的点按所在区域，划分为j1，j2，j3；
[0089]
j＝[j
1 j
2 j3]
′
[0090][0091]
区域1中的晶粒j＝j1或者j＝[j
1 j2]
[0092]
区域2中的晶粒j＝[j
1 j2]或者j＝[j
2 j3]
[0093]
区域3中的晶粒j＝j3或者j＝[j
2 j3]
[0094]
点集j1在区域1，点集j2在区域2，点集j3在区域3，
[0095]
对点集j1，j2，j3横坐标进行变换坐标值改变
[0096][0097][0098][0099]
k1＞k2＞1；
[0100]
区域1，区域2，区域3大小位置均发生改变，其中
[0101]
ω＝ω1+ω2+ω3＝{(x，y)|0≤x≤k2(l
2-l1)+k1l1+l-l2，0≤y≤h}
[0102]
ω1∈{(x，y)|0≤x≤10l1，0≤y≤h}
[0103]
ω2∈{(x，y)|10l1≤x≤k2(l
2-l1)+k1l1，0≤y≤h}
[0104]
ω3∈{(x，y)|k2(l
2-l1)+k1l1≤x≤k2(l
2-l1)+k1l1+l-l2，0≤y≤h}
[0105]
改变点集j中端点的序号，点集j中的点以p为参考点逆时针排序；
[0106]
区域1内，晶粒平均半径晶粒平均长宽比约为k1；
[0107]
区域2内，晶粒平均半径晶粒平均长宽比约为k2；
[0108]
区域3内，晶粒平均半径r3＝r0，晶粒平均长宽比为1；
[0109]
获得过度结构晶粒模型。
[0110]
步骤5.3：
[0111]
如图7所示，存在部分晶粒同时位于区域1和区域2或者同时位于区域2和区域3；因为每个区域对晶粒长宽比的变形系数不同，导致晶粒变形异常，具体表现为晶粒失去凸包
特性，对这部分晶粒需要进行修改，修改后恢复凸包特性的晶粒如图8所示，具体步骤如下：
[0112]
获取步骤5.2中以p为质心，失去凸包特性晶粒端点的点集j；
[0113]
将点集j构成一个凸包多边形；点集j会出现2种情况；
[0114]
情况1：情况2：
[0115]
点(x
1in
，y
1in
)，(x
2in
，y
2in
)在凸包多边形内部；情况1，有1个端点在凸包多边形内部；情况2：有连续2个端点在凸包多边形内部；
[0116]
删除在凸包多边形内部的点，使晶粒恢复凸包特性，
[0117]
此时情况1：情况2：
[0118]
删除在凸包多边形内部的点，会导致晶粒的形状发生改变，使该晶粒与相邻的晶粒产生了干扰；所以相邻晶粒的对应端点需要更改；
[0119]
找到情况1中，对应相邻的晶粒，获取晶粒端点的点集j1，
[0120]
晶粒中对应的点(x
1in
，y
1in
)需要改变；
[0121]
点(x
1in
，y
1in
)变为该点在线段(x2，y2)(xn，yn)上的投影点(x
’1，y
’1)；
[0122]
找到情况2中，对应相邻的晶粒，获取晶粒端点的点集j2，
[0123]
晶粒中对应的点(x
1in
，y
1in
)(x
2in
，y
2in
)需要改变；
[0124]
点(x
1in
，y
1in
)(x
2in
，y
2in
)变为该两点在线段(x3，y3)(xn，yn)上的投影点(x
’1，y
’1)(x
’2，y
’2)；
[0125]
相邻的晶粒形状发生改变，晶粒间不发生干涉；
[0126]
相邻晶粒的端点的点集j1j2发生改变
[0127][0128]
最终获得的过度结构晶粒模型如图9所示。
[0129]
步骤六：抑制晶粒小于0.001mm边的生成
[0130]
当晶粒生成晶界时，由于极端边的存在，使晶粒分化为2块部分，一块为晶粒主体，一块为因极短边产生的多余部分，所以需要抑制小于0.001mm的边生成；图10为极短边存在导致晶粒在生成晶界时产生多余部分的示意图。
[0131]
删除晶粒中小于0.001mm的边，延长相应的邻边，使之相交，重新生成一个闭合的
晶粒，重新计算晶粒的端点；
[0132]
步骤七：对晶粒的每条边赋予宽度
[0133]
如图10所示，晶粒的每条边沿边的法相方向向内偏移0.005mm，得到晶界的宽度为0.001mm，具体步骤如下：
[0134]
获取步骤六以p为质心，重新生成的晶粒端点的点集j；
[0135][0136]
计算晶粒每条边的单位向量，按单位向量的方向不同分为2个向量集；
[0137][0138][0139]
计算晶粒角平分线的单位向量；
[0140][0141]
α＝[α
1 α2ꢀ…ꢀ
αn]
′
[0142]
α为晶粒端点对应角的半角的集合；
[0143]
晶粒的端点向内偏移，重新获得点集j，公式如下：
[0144][0145]
此时，晶粒端点偏移产生晶界的示意图如图11所示，进而得到有界的晶粒模型，如图12所示。
[0146]
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法，其特征在于，所述方法以voronoi镶嵌模型作为基础的晶粒模型，对晶粒模型赋予不同的规则度获得晶粒尺寸分布为不同泊松曲线的等轴晶晶粒模型；在等轴晶晶粒模型的基础上，对晶粒赋予更高的晶粒长宽比系数得到柱状晶模型；在等轴晶晶粒模型的基础上，将区域进行划分，然后对不同区域的晶粒赋予不同的晶粒长宽比系数，得到过渡结构晶粒模型；对上述三种晶粒模型赋予晶界，得到有界的晶粒模型。2.根据权利要求1所述的一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：s1、生成一个矩形区域ω，将矩形区域ω划分为n个边长相同且连续的正六边形；s2、提取全部正六边形的中心，对正六边形的中心进行不同程度的偏移，通过定义δ的值来表示点集s偏移的离散程度，得到一个离散点集；s3、基于离散点集为质心进行voronoi划分，划分的每一个凸包多边形代表为一个晶粒，此时获得等轴晶晶粒模型；步骤s2中δ代表着晶粒的规则度，δ越大晶粒变得越统一，δ＝1，表示等轴晶模型中晶粒全部为正六边形；δ＝0，表示等轴晶模型为纯泊松的voronoi镶嵌；s4、在等轴晶晶粒模型的基础上，对晶粒赋予晶粒长宽比系数k，此时获得柱状晶晶粒模型；s5、将矩形区域划分为区域1、区域2、区域3三个依次相连的矩形区域，在等轴晶晶粒模型的基础上，对不同区域的晶粒赋予不同的晶粒长宽比系数，从而得到过渡结构晶粒模型，具体操作如下：5-1、矩形区域ω中3个依次相连的矩形区域分别用ω1、ω2和ω3符号表示，对ω1、ω2和ω3三个区域的晶粒赋予不同的晶粒长宽比系数k1、k2和k3，且1≤k3＜k2＜k1，区域ω2内的晶粒与区域ω1和区域ω3的晶粒相互连接；5-2、判断全部晶粒的端点p(x，y)在ω1，ω2，ω3中的哪一个区域，根据晶粒端点p在不同的区域位置，改变p点的坐标；5-3、找到因为改变晶粒端点坐标而失去凸包特性的晶粒，再对失去凸包特性的晶粒的端点就行修改，恢复晶粒的凸包特性；s6、在上述三种晶粒模型中，抑制晶粒中小于0.001mm的边的生成；s7、对晶粒模型中晶粒的每条边赋予宽度，使之成为晶界。3.根据权利要求2所述的一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法，其特征在于，所述s2具体步骤如下：2-1、提取步骤s1中全部正六边形的中心，获得点集s＝{p1，p2，
…
，pn}；2-2、偏移点集s的坐标：以正六边形的中心p为圆点，r为半径，画圆，使得p随机偏移到所画的圆的圆弧上；偏移前中心点p的坐标为(x，y)，偏移后p的坐标为(x+r sinθ，y+r cosθ)，其中cosθ)，其中a为正六边形边的长度；θ∈[0，2π]；δ∈[0，1]，δ表示点集s偏移的离散程度；δ＝1时表示点集s不偏移；δ＝0时表示点集s偏移程度最大。4.根据权利要求2所述的一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法，其特征在于，，所
述s4具体步骤如下：4-1、获取步骤s4基于离散点p划分的凸包多边形的端点，端点构成点集j，，点集j中的点以p为参考点逆时针排序，其公式如下：4-2、对点集j的横坐标进行k倍拉伸，坐标值改变，其公式如下：此时，原有的等轴晶晶粒模型改变为柱状晶晶粒模型，柱状晶晶粒的平均长宽比为k。5.根据权利要求2所述的一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法，其特征在于，所述5-2具体步骤如下：5-2-1、获取步骤s3基于离散点p划分的凸包多边形的端点，端点构成点集j；将点集j中的点按所在区域，划分为j1，j2，j3；其表达式如下：j＝[j
1 j
2 j3]
′
；区域1中的晶粒j＝j1或者j＝[j
1 j2]；区域2中的晶粒j＝[j
1 j2]或者j＝[j
2 j3]；区域3中的晶粒j＝j3或者j＝[j
2 j3]；点集j1在区域1，点集j2在区域2，点集j3在区域3；5-2-2、对点集j1，j2，j3横坐标进行变换坐标值改变，其表达式如下：横坐标进行变换坐标值改变，其表达式如下：横坐标进行变换坐标值改变，其表达式如下：k1＞k2＞1；ω1、ω2和ω3三个区域的大小位置均发生改变，其表达式如下：ω＝ω1+ω2+ω3＝{(x，y)|0≤x≤k2(l
2-l1)+k1l1+l-l2，0≤y≤h}；ω1∈{(x，y)|0≤x≤10l1，0≤y≤h}；ω2∈{(x，y)|10l1≤x≤k2(l
2-l1)+k1l1，0≤y≤h}；ω3∈{(x，y)|k2(l
2-l1)+k1l1≤x≤k2(l
2-l1)+k1l1+l-l2，0≤y≤h}；5-2-3、改变点集j中端点的序号，点集j中的点以p为参考点逆时针排序；
区域1内，晶粒平均半径晶粒平均长宽比为k1；区域2内，晶粒平均半径晶粒平均长宽比为k2；区域3内，晶粒平均半径r3＝r0，晶粒平均长宽比为1；获得过度结构晶粒模型。6.根据权利要求5所述的一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法，其特征在于，所述5-3中失去凸包特性的晶粒为同时位于区域1和区域2或同时位于区域2和区域3的部分晶粒；对所述失去凸包特性的晶粒进行修改的步骤包括：(1)获取步骤5-2中以离散点p为质心且去凸包特性晶粒端点的点集j；将点集j构成一个凸包多边形；点集j会出现2种情况；情况1：情况2：点(x
1in
，y
1in
)，(x
2in
，y
2in
)在凸包多边形内部；情况1有1个端点在凸包多边形内部；情况2有连续2个端点在凸包多边形内部；(2)删除在凸包多边形内部的点，使晶粒恢复凸包特性，此时情况1：情况2：(3)对凸包多边形内部中被删除的点的相邻晶粒的对应端点进行更改；首先，找到情况1中，对应相邻的晶粒，获取晶粒端点的点集j1，其表达式如下：将晶粒中对应的点(x
1in
，y
lin
)变为该点在线段(x2，y2)(x
n
，y
n
)上的投影点(x
’1，y
’1)；然后，找到情况2中，对应相邻的晶粒，获取晶粒端点的点集j2，其表达式如下：将晶粒中对应的点(x
1in
，y
1in
)(x
2in
，y
2in
)变为该两点在线段(x3，y3)(x
n
，y
n
)上的投影点(x
’1，y
’1)(x
’2，y
’2)；使得相邻的晶粒形状发生改变，晶粒间不发生干涉；则相邻晶粒的端点的点集j1j2发生改变，其表达式如下：7.根据权利要求2所述的一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法，其特征在于，所述
s6具体为：删除晶粒中小于0.001mm的边，延长相应的邻边，使之相交，重新生成一个闭合的晶粒，重新计算晶粒的端点。8.根据权利要求2所述的一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法，其特征在于，所述s7具体为：晶粒的每条边沿边的法相方向向内偏移0.005mm，得到晶界的宽度为0.001mm，具体步骤如下：7-1、获取步骤六以p为质心，重新生成的晶粒端点的点集j，其表达式如下：7-2、计算晶粒每条边的单位向量，按单位向量的方向不同分为2个向量集；2、计算晶粒每条边的单位向量，按单位向量的方向不同分为2个向量集；7-3、计算晶粒角平分线的单位向量；α＝[α
1 α2…
α
n
]
′
；α为晶粒端点对应角的半角的集合；7-4、晶粒的端点向内偏移，重新获得点集j，公式如下此时得到有界的晶粒模型。

技术总结
本发明公开了一种受控金属虚拟微观组织模拟生成方法，以Voronoi镶嵌模型作为基础的晶粒模型，对金属材料的晶粒区域赋予不同的控制参数，对晶粒模型赋予不同的规则度获得晶粒尺寸分布为不同泊松曲线的等轴晶晶粒模型；在等轴晶晶粒模型的基础上，对晶粒赋予更高的晶粒长宽比系数得到柱状晶模型；在等轴晶晶粒模型的基础上，将区域进行划分，然后对不同区域的晶粒赋予不同的晶粒长宽比系数，得到过渡结构晶粒模型；对上述三种晶粒模型赋予晶界，得到有界的晶粒模型。本发明对传统的Voronoi镶嵌模型赋予晶粒尺寸，晶粒规则度，晶界宽度，晶粒长宽比系数等控制参数，根据实际需要，来控制生成金属虚拟微观组织，很好的贴合实际晶粒模型。模型。模型。


技术研发人员：胡贇 陈奥 刘永青 王有权
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/9/20