焊接熱影響區(qū)晶粒生長(zhǎng)的蒙特卡羅(MC)法三維模擬.pdf

1、在焊接過(guò)程中，焊接熱影響區(qū)的晶粒發(fā)生嚴(yán)重長(zhǎng)大粗化，使材料的塑性、韌性急劇下降，焊接接頭性能降低。為此，本文采用MC法對(duì)焊接熱影響區(qū)的晶粒生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行模擬，預(yù)測(cè)焊接熱影響區(qū)的最終晶粒尺寸分布。為實(shí)現(xiàn)晶粒生長(zhǎng)過(guò)程的模擬，設(shè)計(jì)了焊接熱影響區(qū)晶粒生長(zhǎng)模擬軟件。
　　根據(jù)MC法模擬晶粒生長(zhǎng)的基本原理以及焊接熱影響區(qū)晶粒生長(zhǎng)存在的特殊性，建立了適用于焊接熱影響區(qū)晶粒生長(zhǎng)模擬的三維MC模型。在模型中，選取了兩個(gè)三維模擬區(qū)域，用于實(shí)現(xiàn)不同晶粒結(jié)構(gòu)

2、演化的模擬；確定了模擬區(qū)域的離散化形式以及微元取向的初始化方式；建立了三維MC計(jì)算模型，用于實(shí)現(xiàn)晶粒生長(zhǎng)過(guò)程的模擬；定義了三種邊界條件，考慮了相鄰區(qū)域?qū)δM區(qū)域晶粒生長(zhǎng)的影響。根據(jù)建立的三維MC模型，確定了焊接熱影響區(qū)晶粒生長(zhǎng)的模擬流程。
　　根據(jù)建立的焊接熱影響區(qū)晶粒生長(zhǎng)模擬的三維MC模型，設(shè)計(jì)了模擬軟件。軟件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)包括前處理、MC模擬和后處理三部分，每一部分的功能通過(guò)相應(yīng)的功能模塊實(shí)現(xiàn)。在兩個(gè)區(qū)域數(shù)據(jù)處理模塊中，實(shí)現(xiàn)了

3、模擬區(qū)域的選取和離散化、區(qū)域數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的生成。在溫度數(shù)據(jù)處理模塊中，實(shí)現(xiàn)了格點(diǎn)選擇概率的計(jì)算。在MC計(jì)算模塊中，實(shí)現(xiàn)了恒溫模擬和焊接熱影響區(qū)晶粒生長(zhǎng)過(guò)程模擬。在模型常數(shù)回歸計(jì)算模塊中，實(shí)現(xiàn)了三維MC模型常數(shù)的回歸計(jì)算。在圖形顯示模塊中，實(shí)現(xiàn)了模擬區(qū)域幾何形狀、格點(diǎn)熱循環(huán)曲線、格點(diǎn)選擇概率及晶粒尺寸分布的可視化。
　　利用開發(fā)的模擬軟件，對(duì)焊接熱影響區(qū)的晶粒生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行了模擬。模擬得到的恒溫晶粒生長(zhǎng)過(guò)程中的平均晶粒尺寸變化和拓?fù)?/p>