熱加工過程靜態(tài)再結晶的元胞自動機模擬.pdf

1、元胞自動機是復雜體系的一種理想化模型，特別適合于處理那些難以用數(shù)學定量描述的復雜動態(tài)體系問題。隨著計算機技術的快速發(fā)展，元胞自動機方法已經(jīng)成功地應用于很多領域。在材料加工領域，元胞自動機方法在微觀組織及其演變規(guī)律的模擬上體現(xiàn)了特有的優(yōu)越性。 結合物理冶金的基本原理，采用元胞自動機方法，建立了均勻及非均勻靜態(tài)再結晶的二維元胞自動機模型，研究了不同的參數(shù)和算法下該模型的行為，動態(tài)地顯示了熱加工過程再結晶晶核的生成和長大過程。在前面工

2、作的基礎上，該模型將微觀組織的演化過程與宏觀的熱加工參數(shù)相耦合，模擬了16MnR鋼的靜態(tài)再結晶行為。 本文的主要內容如下：1.查閱國內外的相關文獻，掌握元胞自動機方法的基本思想，把再結晶過程微觀組織的演化規(guī)律表述為元胞自動機的轉化規(guī)則。 2.基于Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov(JMAK)理論的假設，用元胞自動機方法建立了模擬均勻靜態(tài)再結晶過程的模型，模擬結果與理論結果符合良好，驗證了模型的正

3、確性。 3.以均勻再結晶所得到的微觀組織做為母相組織，建立了非均勻靜態(tài)再結晶的元胞自動機模型。通過模擬計算得出再結晶的微觀組織形貌及晶粒面積分布規(guī)律與形核率有關。 4.利用面向對象的MATLAB語言，將界面及圖像顯示的程序嵌入到模擬再結晶的主程序當中，實現(xiàn)了再結晶過程微觀組織演化的動態(tài)可視化模擬。 5.模型的應用。研究并模擬了熱加工過程中變形溫度、變形程度、初始晶粒尺寸對16MnR鋼靜態(tài)再結晶行為的影響，結果與實