鋁合金微觀組織相場(chǎng)法數(shù)值模擬技術(shù)研究.pdf

1、微觀組織數(shù)值模擬對(duì)金屬材料的發(fā)展和應(yīng)用有著重要意義，也是計(jì)算機(jī)材料科學(xué)領(lǐng)域的主要發(fā)展方向之一。利用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬對(duì)鋁合金微觀組織的形成進(jìn)行模擬，可以優(yōu)化工藝，提高鑄件質(zhì)量，具有很高的實(shí)用價(jià)值。用相場(chǎng)方法進(jìn)行微觀組織模擬是金屬凝固過(guò)程模擬仿真的研究熱點(diǎn)之一。本文采用相場(chǎng)法對(duì)鋁合金鑄件的枝晶生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了不同模擬條件下的枝晶生長(zhǎng)方式，探討了其枝晶生長(zhǎng)機(jī)制。 本文以金屬凝固理論為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了二維鋁鑄件微觀組織的相場(chǎng)模型

2、；基于均勻網(wǎng)格的有限差分法，編制了鋁枝晶生長(zhǎng)的相場(chǎng)法數(shù)值模擬程序；研究了各向異性常數(shù)、熱擾動(dòng)、初始晶核半徑、過(guò)冷度對(duì)枝晶生長(zhǎng)過(guò)程及其形貌的影響。 本文以VisualFortran6.0作為編程語(yǔ)言的軟件開(kāi)發(fā)工具，開(kāi)發(fā)了在Windows2000壞境下運(yùn)行的具有自主權(quán)的模擬程序。該程序能夠較好的模擬鋁及鋁合金鑄件的微觀組織枝晶生長(zhǎng)方式。數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果表明，相場(chǎng)方法凝固微觀組織數(shù)值模擬可以再現(xiàn)與經(jīng)典理論相一致的各種凝固特征。