一种快速加入应力影响的点蚀模拟元胞自动机建模方法

    公开(公告)号:CN117727395A

    公开(公告)日:2024-03-19

    申请号:CN202311731067.8

    申请日:2023-12-15

    Inventor: 农伟强 侯怀宇

    Abstract: 本发明公开一种快速加入应力影响的点蚀模拟元胞自动机建模方法,该方法为:将整个点蚀模型用计算机语言的方法转化为含有所有反应元素的二维元胞空间,同时蚀坑生长过程中采用有限元方法计算每一步点蚀坑内每一个金属元胞的应力应变分布,再通过应力计算模型计算应力应变对于每一个金属元胞的影响因子,返回元胞自动机模型进行迭代计算,得到点蚀发展的宽度深度与点蚀电流。现有对于点蚀的元胞自动机模拟中,多数是对于点蚀稳态生长下的模拟,且加载时创建部件创建部件困难,元胞自动机与有限元元胞难以一一对应。本发明模型具有点蚀随机性特点,且在元胞自动机与有限元联系上快捷简便,能容易进行迭代,对于研究金属材料的点蚀破坏提供有力帮助。

    一种模拟合金纳米压痕过程中位错形核与激活体积的分子动力学方法

    公开(公告)号:CN117727376A

    公开(公告)日:2024-03-19

    申请号:CN202311731068.2

    申请日:2023-12-15

    Inventor: 刘天笑 侯怀宇

    Abstract: 本发明属于计算材料领域,具体公开一种模拟合金纳米压痕过程中位错形核与激活体积的分子动力学方法。本发明通过分子动力学(MD)的方法,设计了一种模拟单晶与双晶合金纳米压痕过程中力学行为的方法,便于计算合金硬度、位错密度和变形的激活体积。此方法可用于研究不同条件下合金中位错的形核情况、应变率敏感度与激活体积。这对于材料基因工程即多尺度预测合金的宏观力学性能的介观及宏观尺度的参数传递具有重要意义。

    基于扩展有限元的RPV管点蚀坑上裂纹扩展数值模拟方法

    公开(公告)号:CN113378432B

    公开(公告)日:2022-10-21

    申请号:CN202110589250.3

    申请日:2021-05-28

    Abstract: 本发明公开了一种基于扩展有限元的RPV管点蚀坑上裂纹扩展数值模拟方法,包括:试验确定RPV管材料在实际工况下产生的点蚀坑形貌及尺寸参数;建立适应RPV管道材料的含点蚀坑的损伤模型;定义荷载及边界条件;通过计算应力分布设置XFEM单元富集区域;模拟点蚀坑模型上的裂纹开裂过程。本发明考虑了点蚀坑形貌及尺寸对裂纹萌生位置的影响,且模拟中不添加预制裂纹,实现了在近似RPV管道工况下点蚀坑周围裂纹从无到有的损伤积累‑开裂全过程模拟,能够有效、准确地预测RPV管的使用寿命。

    一种不锈钢钝化膜生长与破裂模拟的元胞自动机模型

    公开(公告)号:CN114694772B

    公开(公告)日:2025-02-07

    申请号:CN202011568546.9

    申请日:2020-12-25

    Inventor: 高志 侯怀宇 张涛

    Abstract: 本发明提供一种不锈钢钝化膜生长及破裂模拟的元胞自动机模型,可以从反应原理上细致的实现不锈钢材料钝化膜生长过程,计算分析不同外加电位对不锈钢材料钝化膜厚度,点缺陷浓度以及钝化膜破裂时间。本发明提供的模型以不锈钢为原型,模拟了其钝化膜生长以及破裂的过程,实现了建立钝化膜形成过程中内部的离子扩散以及反应过程的模型,并实现了外加电位对钝化膜的各属性影响的模拟。

    一种构建含孔洞缺陷的SiC陶瓷块体材料高温快速断裂模型的方法

    公开(公告)号:CN119066901A

    公开(公告)日:2024-12-03

    申请号:CN202410537380.6

    申请日:2024-04-30

    Abstract: 本发明公开了一种构建含孔洞缺陷的SiC陶瓷块体材料高温快速断裂模型的方法,包括:(1)获得试样孔洞信息,包括每个孔洞的位置、体积;(2)开展三点弯曲实验,获得该试样的弯曲强度;(3)采用Python语言进行二次开发,按照孔洞位置和体积在Abaqus软件中建立含孔洞缺陷的SiC陶瓷块体材料三点弯曲实验模型;(4)在Abaqus软件中模拟试样不同弹性模量E和极限抗拉强度UTS条件下的弯曲强度模拟试验;(5)通过对比模拟试验所得弯曲强度和实测弯曲强度,确定试样的弹性模量E以及极限抗拉强度UTS,即可建立快速断裂模型。本发明有助于SiC陶瓷块体材料在实际应用中的可靠性分析。

    一种不锈钢点蚀模拟的元胞自动机建模方法

    公开(公告)号:CN110987775B

    公开(公告)日:2022-08-12

    申请号:CN201911207319.0

    申请日:2019-11-29

    Inventor: 陆敬叶 侯怀宇

    Abstract: 本发明提供了一种建立不锈钢点蚀模拟的元胞自动机模型的方法,可以实现不锈钢点蚀过程中“蕾丝”花边现象以及点蚀能够稳态生长的随机性,多次重复计算得到不同成分的不锈钢临界点蚀温度,包括以下步骤,将不锈钢点蚀过程中参与反应的分子或原子抽象为元胞;利用上述设定的元胞将不锈钢点蚀过程中发生的反应抽象为元胞之间的反应,分为反应规则和扩散规则;初始设置,设定初始元胞种类和分布。本发明提供的模拟方法以304不锈钢和316L不锈钢为原型,模拟了仅含一种不锈钢元胞的基础模型与含Mo元胞的合金化模型的点蚀过程,模拟产生“蕾丝花边”现象,实现点蚀过程的随机性,能够计算得到两种不锈钢的临界点蚀温度。

    一种不锈钢钝化膜生长与破裂模拟的元胞自动机模型

    公开(公告)号:CN114694772A

    公开(公告)日:2022-07-01

    申请号:CN202011568546.9

    申请日:2020-12-25

    Inventor: 高志 侯怀宇 张涛

    Abstract: 本发明提供一种不锈钢钝化膜生长及破裂模拟的元胞自动机模型,可以从反应原理上细致的实现不锈钢材料钝化膜生长过程,计算分析不同外加电位对不锈钢材料钝化膜厚度,点缺陷浓度以及钝化膜破裂时间。本发明提供的模型以不锈钢为原型,模拟了其钝化膜生长以及破裂的过程,实现了建立钝化膜形成过程中内部的离子扩散以及反应过程的模型,并实现了外加电位对钝化膜的各属性影响的模拟。

    基于扩展有限元的RPV管点蚀坑上裂纹扩展数值模拟方法

    公开(公告)号:CN113378432A

    公开(公告)日:2021-09-10

    申请号:CN202110589250.3

    申请日:2021-05-28

    Abstract: 本发明公开了一种基于扩展有限元的RPV管点蚀坑上裂纹扩展数值模拟方法,包括:试验确定RPV管材料在实际工况下产生的点蚀坑形貌及尺寸参数;建立适应RPV管道材料的含点蚀坑的损伤模型;定义荷载及边界条件;通过计算应力分布设置XFEM单元富集区域;模拟点蚀坑模型上的裂纹开裂过程。本发明考虑了点蚀坑形貌及尺寸对裂纹萌生位置的影响,且模拟中不添加预制裂纹,实现了在近似RPV管道工况下点蚀坑周围裂纹从无到有的损伤积累‑开裂全过程模拟,能够有效、准确地预测RPV管的使用寿命。

    一种不锈钢点蚀模拟的元胞自动机建模方法

    公开(公告)号:CN110987775A

    公开(公告)日:2020-04-10

    申请号:CN201911207319.0

    申请日:2019-11-29

    Inventor: 陆敬叶 侯怀宇

    Abstract: 本发明提供了一种建立不锈钢点蚀模拟的元胞自动机模型的方法,可以实现不锈钢点蚀过程中“蕾丝”花边现象以及点蚀能够稳态生长的随机性,多次重复计算得到不同成分的不锈钢临界点蚀温度,包括以下步骤,将不锈钢点蚀过程中参与反应的分子或原子抽象为元胞;利用上述设定的元胞将不锈钢点蚀过程中发生的反应抽象为元胞之间的反应,分为反应规则和扩散规则;初始设置,设定初始元胞种类和分布。本发明提供的模拟方法以304不锈钢和316L不锈钢为原型,模拟了仅含一种不锈钢元胞的基础模型与含Mo元胞的合金化模型的点蚀过程,模拟产生“蕾丝花边”现象,实现点蚀过程的随机性,能够计算得到两种不锈钢的临界点蚀温度。

    二元合金中剪切耦合晶界迁移与裂纹相互作用模拟方法

    公开(公告)号:CN109800490A

    公开(公告)日:2019-05-24

    申请号:CN201910007484.5

    申请日:2019-01-04

    Abstract: 本发明属于材料模拟领域,具体为一种二元合金中剪切耦合晶界迁移与裂纹相互作用模拟方法。包括如下步骤:S1、基于重位点阵模型构造纯金属双晶模型;S2、通过原子替换方法向纯金属双晶模型中添加一定比例的合金原子,构造出二元合金双晶模型;S3、通过删除原子的方式在二元合金双晶模型内预置出裂纹,构造出含有裂纹的二元合金双晶模型;S4、基于分子动力学方法对含有裂纹的二元合金双晶模型进行弛豫;S5、基于分子动力学方法对平衡状态下的含有裂纹的二元合金双晶模型进行剪切模拟,得到二元合金中剪切耦合晶界迁移与裂纹相互作用的结果。本发明通过随机替换原子的方式构造二元合金体系,可以建立起任意组分、任意浓度的二元合金模型。

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