热加工过程静态再结晶的元胞自动机模拟

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1、东北大学硕士学位论文摘要热加工过程静态再结晶的元胞自动机模拟摘要元胞自动机是复杂体系的一种理想化模型，特别适合于处理那些难以用数学定量描述的复杂动态体系问题。随着计算机技术的快速发展，元胞自动机方法已经成功地应用于很多领域。在材料加工领域，元胞自动机方法在微观组织及其演变规律的模拟上体现了特有的优越性。结合物理冶金的基本原理，采用元胞自动机方法，建立了均匀及非均匀静态再结晶的二维元胞自动机模型，研究了不同的参数和算法下该模型的行为，动态地显示了热加工过程再结晶晶核的生成和长大过程。在前面工作的基础上，该模型将微观组织的演化过程与宏观的热加工参数相耦

2、合，模拟了16MnR钢的静态再结晶行为。一本文的主要内容如下：1．查阅国内外的相关文献，掌握元胞自动机方法的基本思想，把再结晶过程微观组织的演化规律表述为元胞自动机的转化规则。2．基于Johnson—Mehl—Avrami～Kolmogorov(JMAK)理论的假设，用元胞自动机方法建立了模拟均匀静态再结晶过程的模型，模拟结果与理论结果符合良好，验证了模型的正确性。3．以均匀再结晶所得到的微观组织做为母相组织，建立了非均匀静态再结晶的元胞自动机模型。通过模拟计算得出再结晶的微观组织形貌及晶粒面积分布规律与形核率有关。4．利用面向对象的MATLAB语

3、言，将界面及图像显示的程序嵌入到模拟再结晶的主程序当中，实现了再结晶过程微观组织演化的动态可视化模拟。5．模型的应用。研究并模拟了热加工过程中变形温度、变形程度、初始晶粒尺寸对16M1擞钢静态再结晶行为的影响，．结果与实验及理论一致。6．结合自己所做的工作及对元胞自动机知识的了解，对模拟再结晶过程的元胞自动机方法提出一些展望。关键词：元胞自动机热加工静态再结晶动力学微观组织演化SimulationofStaticRecrystallizationDuringHotrkingProcesswithCellularAutomatonMethodAbst

4、ractThecellularautomaton(CA)isanidealizationmodelofcomplicatedsystem，whichiSparticularlysuitedtodealwiththeproblemsthataredifficulttodescribequantitatively．W1t11thequickdevelopmentofcomputertechnology,TheCAmethodhasbeensuccessfullyappliedinmanyfields，andinthematerialformingfie

5、ld，thismethodisextremelyomstandinginsimulatingmicrostructureevolvement．Combined淅mthefundamentaltheoryofphysicalmetallurgy,2-DmodelsofhomogeneousandheterogeneousstaticrecrystallizationwereestablishedusingCAmethod．Theirbehaviorswereinvestigatedundertheinf／uenceofdifferentmodelpa

6、rametersandalgorithms，andthecreationaswellasgrowthprocessofrecrystallizednucleiweredisplayed．Basedontheabovework，amodelcoupledthemicrostructureevolvementwimhotworkingprocessparameterswassetup，andthestaticrecrystallizationprocessof16MnRsteelwassimulated．功emaincontentsofthistext

7、areasfollows：1．CommandedtheessentialideaoftheCAmethodaccordingtothecorrelativeliteratures，andthentranslatedthemicrostructureevolvementruleofrecrystallizationintotheCAtransforillationrule．2．BasedontheJohnson-Mehl-Avrami—Kolmogorovtheory，aCAmodelofhomogeneousrecrystallizationwas

8、setup．Thesimulationresultsofthismodelshowedgoodagreementwitht