[发明专利]锡基二元共晶合金微观组织的模拟及有限元求解分析方法

摘要

本发明公开了一种锡基二元共晶合金微观组织的模拟及有限元求解分析方法，涉及计算材料科学领域。该方法模拟得到的共晶组织与实验仪器采集得到的共晶组织形状极为相似，并能在主流有限元CAE软件和平台(如ANSYS，MARC，ABAQUS，MSC/PATRAN，COMSOL等)实现共晶组织的加载、求解和分析；该方法可以弥补现有锡基二元共晶合金微观组织检测技术的不足，实现其微观组织物理和力学行为的表征。此方法将蒙特卡罗法与有限元方法结合，提高了共晶组织建模效率，实现共晶组织的加载求解和分析，为共晶组织特征分析和可靠性分析提供了一种新方法，很好的解决了共晶结构微观组织建模和性能表征的难题。

主权项

1.一种锡基二元共晶合金微观组织的模拟及有限元求解分析方法，其特征在于，其包括：S1：按照物相比例随机生成初始模型，认为系统能量由界面能决定，且在进行能量计算采用的是不超过局部5×5范围界面能；S2：通过晶界迁移和长程扩散降低体系能量，通过位点及其随机选择的相邻位点取向值符号判断发生晶界迁移还是长程扩散；发生晶界迁移时的概率为：发生长程扩散的概率为：其中η为区间[0,1]之间的一个预设值或随机值；S3：消除噪点；使主相噪点和第二相噪点相互抵消，没有抵消掉的噪点，继续发生长程扩散，且要求长程扩散不产生新的噪点；S4：根据简单有限元模型的单元编号及排列方式，规定像素编号和排列方式；S5：生成有限元CAE软件可以识别的脚本文件，且所述脚本文件中含有每个像素的编号以及所对应的物相信息；S6：用CAE软件读取所述脚本文件，根据所述脚本文件每个像素的物象信息赋予有限元模型中相同编号单元的材料属性和单元类型信息，生成包含不同单元类型和材料属性信息的复杂有限元模型；S7：对包含不同单元类型和材料属性信息的所述复杂有限元模型进行加载和求解分析，得到模拟结果。