[发明专利]基于EBSD图谱的粗晶材料FDTD超声检测仿真模型建立方法

权利要求书

1.一种基于EBSD图谱的粗晶材料FDTD超声检测仿真模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据《GB/T19501-2004电子背散射衍射分析方法通则》国家标准，对试样进行切割、打磨、机械抛光、去应力电解抛光等预处理，选择40μm扫描步长对待测试样进行EBSD分析；

(2)利用EBSD装置对试样的整个截面进行扫描，每次约6mm²，然后按照顺序将得到的小区域图谱进行拼接，最终获得由多张图谱拼接成的完整晶体取向图谱；

(3)根据实际材料的晶粒结构，利用channel5分析软件调整晶体取向图谱中的阈值角，确定模型的晶粒轮廓，将其作为模型的弹性各向异性单元；

(4)利用channel5分析软件统计出每个单元中像素点数量最多的色阶值，然后将晶粒内所有像素点的颜色统一为该色阶值，并记下该色阶值对应的欧拉角；

(5)将EBSD图谱导出为JPG格式的图片，然后在Photoshop软件中打开，转化为灰度图像，将晶粒的色阶值设置成相应的灰度值，以PCX图片格式导出并保存灰度图；

(6)利用晶粒对应的欧拉角Φ、求得表示晶体取向的方向余弦矩阵R，

由R中的9个阵元R₁₁到R₃₃推导出旋转矩阵R_D，

RD=R112R122R1322R11R122R11R132R12R13R212R222R3222R21R222R21R232R22R23R312R322R3322R31R322R31R332R32R33R11R21R12R22R13R23R11R22+R12R21R11R23+R13R21R12R23+R13R21R11R31R12R32R13R33R11R32+R11R31R11R33+R13R31R11R33+R13R31R21R31R22R32R23R33R21R32+R22R31R21R33+R23R31R22R23+R23R31---(2)]]>

利用R_D对本构刚度矩阵C进行旋转，得到该晶粒取向下的弹性刚度矩阵C'，

C′=RDCRD-1---(3)]]>

其中，C为6×6矩阵，由3个独立的弹性常数构成，

C=C11C12C12000C12C11C12000C12C12C11000000C44000000C44000000C44---(4)]]>

(7)将模型输入到FDTD超声数值仿真程序，模型的下边界设置为固体-真空界面，其余三个边界设置为无限边界，选用高斯脉冲拟合波形作为声源，放置在模型的不同位置，进行数值计算，最后将模拟结果与实验结果进行对比。