Szczegóły publikacji

Opis bibliograficzny

Autor

• AGHSvyetlichnyy Dmytro

Dane bibliometryczne

ID BaDAP	44399
Data dodania do BaDAP	2009-03-31
Rok publikacji	2009
Typ publikacji	referat w czasopiśmie
Otwarty dostęp
Czasopismo/seria	Computer Methods in Materials Science

Streszczenie

Jednym z najważniejszych problemów nauki o materiałach jest przewidywanie rozwoju mikrostruktury i własności mechanicznych. Opracowany w niniejszej pracy model składa się z dwóch części, które uwzględniają odkształcenie i zmiany mikrostruktury. Zwykle odkształcenie nie jest uwzględniane podczas symulacji za pomocą automatów komórkowych. Natomiast, w przedstawionym modelu, dopóki zakumulowane w materiale odkształcenie nie jest wystarczająco duże, dotąd komórki w przestrzeni automatów odkształcają się zgodnie z tensorem odkształcenia, zmieniając swój kształt i rozmiary. Natomiast gdy odkształcenie osiągnie pewną ustaloną dużą wartość, która spowoduje znaczne zniekształcenie początkowego kształtu komórek, przestrzeń automatów zostaje przebudowana tak aby komórki wróciły do kształtu zbliżonego do sześcianu foremnego. Druga część modelu związana z rozwojem mikrostruktury, służy do symulacji rekrystalizacji i rozrostu ziarna. Algorytm procesu rekrystalizacji składa się z dwóch etapów: zarodkowania i rozrostu nowych ziaren. Prędkość zarodkowania i rozrostu ziaren uzależniono od takich parametrów procesu jak temperatura, odkształcenie, prędkość odkształcenia, gęstość dyslokacji i krystalograficzna orientacja ziaren. W pracy opisano trójwymiarowe frontalne automaty komórkowe. Zastosowanie takich automatów w miejsce konwencjonalnych pozwala na znaczące zmniejszenie czasu obliczeń. Frontalne automaty komórkowe przystosowano do symulacji rozwoju mikrostruktury podczas walcowania wyrobów płaskich. Plan gniotów wykorzystano jako dane wejściowe do modelowania. W publikacji przedstawiono wybrane wyniki symulacji za pomocą frontalnych automatów komórkowych. Jednym z najważniejszych problemów nauki o materiałach jest przewidywanie rozwoju mikrostruktury i własności irtccha-nicznych. Opracowany w niniejszej pracy mocfe/ składa się z dwóch części, które uwzględniają odkształcenie i zmiany mikrostruktury. Zwykle odkształcenie nie jest uwzględniane podczas symulacji za pomocą automatów komórkowych. Nato­miast, w przedstawionym modelu, dopóki zakumulowane w materiale odkształcenie nie jest wystarczająco duże, dotąd komórki w przestrzeni automatów odkształcają się zgodnie z tensorem odkształcenia, zmieniając swój kształt i rozmiary. Natomiast gdy odkształcenie osiągnie pewną ustaloną dużą wartość, która spowoduje znaczne zniekształcenie początkowe­go kształtu komórek, przestrzeń automatów zostaje przebudo­wana tak aby komórki wróciły do kształtu zbliżonego do sze­ścianu foremnego. Druga część modelu związana z rozwojem mikrostruktury, służy do symulacji rekrystalizacji i rozrostu ziarna. Algorytm procesu rekrystalizacji składa się z dwóch etapów: zarodkowania i rozrostu nowych ziaren. Prędkość za­rodkowania i rozrostu ziaren uzależniono od takich parametrów procesu jak temperatura, odkształcenie, prędkość odkształcenia, gęstość dyslokacji i krystalograficzna orientacja ziaren. W pracy opisano trójwymiarowe frontalne automaty komór­kowe. Zastosowanie takich automatów w miejsce konwencjo­nalnych pozwala na znaczące zmniejszenie czasu obliczeń. Frontalne automaty komórkowe przystosowano do symulacji rozwoju mikrostruktury podczas walcowania wyrobów płaskich. Plan gniotów wykorzystano jako dane wejściowe do modelowa­nia. W publikacji przedstawiono wybrane wyniki symulacji za pomocą frontalnych automatów komórkowych. Jednym z najważniejszych problemów nauki o materiałach jest przewidywanie rozwoju mikrostruktury i własności irtccha-nicznych. Opracowany w niniejszej pracy mocfe/ składa się z dwóch części, które uwzględniają odkształcenie i zmiany mikrostruktury. Zwykle odkształcenie nie jest uwzględniane podczas symulacji za pomocą automatów komórkowych. Nato­miast, w przedstawionym modelu, dopóki zakumulowane w materiale odkształcenie nie jest wystarczająco duże, dotąd komórki w przestrzeni automatów odkształcają się zgodnie z tensorem odkształcenia, zmieniając swój kształt i rozmiary. Natomiast gdy odkształcenie osiągnie pewną ustaloną dużą wartość, która spowoduje znaczne zniekształcenie początkowe­go kształtu komórek, przestrzeń automatów zostaje przebudo­wana tak aby komórki wróciły do kształtu zbliżonego do sze­ścianu foremnego. Druga część modelu związana z rozwojem mikrostruktury, służy do symulacji rekrystalizacji i rozrostu ziarna. Algorytm procesu rekrystalizacji składa się z dwóch etapów: zarodkowania i rozrostu nowych ziaren. Prędkość za­rodkowania i rozrostu ziaren uzależniono od takich parametrów procesu jak temperatura, odkształcenie, prędkość odkształcenia, gęstość dyslokacji i krystalograficzna orientacja ziaren. W pracy opisano trójwymiarowe frontalne automaty komór­kowe. Zastosowanie takich automatów w miejsce konwencjo­nalnych pozwala na znaczące zmniejszenie czasu obliczeń. Frontalne automaty komórkowe przystosowano do symulacji rozwoju mikrostruktury podczas walcowania wyrobów płaskich. Plan gniotów wykorzystano jako dane wejściowe do modelowa­nia. W publikacji przedstawiono wybrane wyniki symulacji za pomocą frontalnych automatów komórkowych. Jednym z najważniejszych problemów nauki o materiałach jest przewidywanie rozwoju mikrostruktury i własności irtccha-nicznych. Opracowany w niniejszej pracy mocfe/ składa się z dwóch części, które uwzględniają odkształcenie i zmiany mikrostruktury. Zwykle odkształcenie nie jest uwzględniane podczas symulacji za pomocą automatów komórkowych. Nato­miast, w przedstawionym modelu, dopóki zakumulowane w materiale odkształcenie nie jest wystarczająco duże, dotąd komórki w przestrzeni automatów odkształcają się zgodnie z tensorem odkształcenia, zmieniając swój kształt i rozmiary. mikrostruktury, służy do symulacji rekrystalizacji i rozrostu ziarna. Algorytm procesu rekrystalizacji składa się z dwóch etapów: zarodkowania i rozrostu nowych ziaren. Prędkość za­rodkowania i rozrostu ziaren uzależniono od takich parametrów procesu jak temperatura, odkształcenie, prędkość odkształcenia, gęstość dyslokacji i krystalograficzna orientacja ziaren. W pracy opisano trójwymiarowe frontalne automaty komór­kowe. Zastosowanie takich automatów w miejsce konwencjo­nalnych pozwala na znaczące zmniejszenie czasu obliczeń. Frontalne automaty komórkowe przystosowano do symulacji rozwoju mikrostruktury podczas walcowania wyrobów płaskich. Plan gniotów wykorzystano jako dane wejściowe do modelowa­nia. W publikacji przedstawiono wybrane wyniki symulacji za pomocą frontalnych automatów komórkowych.

Abstract

Prediction of microstructure evolution and properties is one of the most significant problems in materials science. Recently an interest to applying the cellular automata for the simulation of different phenomena in materials is arising constantly. The main asset of the CA is ability for a close correlation of the microstructure with the mechanical properties in micro- and meso-scale simulation. The objective of the paper is development of the model of microstructure evolution during the hot rolling. Then, model contains two parts: the deformation and the microstructure. When the dynamic recrystallization is considered, or multi-stages deformation is modeled, the cells distortion during the deformation cannot be neglected. Deformed structure can be used in the further modeling. Presented model CA begins calculations with the cubical cells. Then, shape of all cells is changing according to the deformation. Grain growth rate is independent of the sizes of the cells, but time of the boundary movement through the cell depends on the cell sizes and direction of the movement. In the present paper hot flat rolling process is chosen for modeling. It simplifies deformation conditions and plane strain state can be applied. In the model, while strain accumulated in material is not large enough, CA cells are changing their shape and sizes. When the strain reaches a preset value, the CA space is reorganized to obtain the cubical shape of the cells. There are two variants of the reorganization possible in the model. They are the halving and the cutting with the bonding. The first variant is applied when deformation is accompanied with the microstructure refinement. The second variant is more complex, and can be used when volume of the space cannot be reduced. The model of the recrystallization process consists of two stages: a nucleation and a new grain growth. The nucleation and the grain growth rate are dependent on deformation parameters such as: temperature, strain, strain rate, dislocation density and crystallographic orientation. In the present model new grains can appear during the deformation only. The grain growth begins during the deformation and then lasts after the deformation. The frontal CA model is adapted to the simulation of microstructure evolution during the flat rolling. As a result of the using of the frontal CA, significant regions are excluded from calculations and the front of the changes is studied only. The use of frontal cellular automata instead of conventional ones makes possible to reduce the computation time significantly, especially for the three-dimensional models. For the different part of the CA are used different kinds of neighborhood. In the algorithm of the boundary motion during the grain growth, Moore neighborhood is used. Unmovable grain boundaries are defined through von Neumann neighborhood. The calculations are carried out for reverse mill. Rolling pass schedule, contained information about temperature, reduction, inter-pass time and so on, is used as a basis for the modeling.

Publikacje, które mogą Cię zainteresować