基于元胞自動機(jī)法的TC4-DT鈦合金電子束焊接頭晶粒組織模擬.pdf

1、通過對焊縫組織凝固過程的模擬來深入地了解焊接接頭的組織形態(tài)，對建立基于焊接接頭細(xì)觀組織形態(tài)的失效模型、分析其在工作中的失效模式來說十分重要。本文運(yùn)用元胞自動機(jī)法(Cellular Automata)，以TC4-DT鈦合金電子束焊為對象，模擬了焊縫晶粒生長的過程。
　　為了體現(xiàn)鄰域元胞狀態(tài)對中心元胞生長的影響，對現(xiàn)有的元胞自動機(jī)模型中有關(guān)固相率和溶質(zhì)分配的算法進(jìn)行修正。運(yùn)用改進(jìn)模型對均勻溫度場下的等軸晶生長實(shí)現(xiàn)了動態(tài)模擬。模擬結(jié)果與

2、晶粒生長動力學(xué)過程吻合較好，模擬所得的晶粒生長指數(shù)與理論值十分接近，而采用同樣方法對均勻溫度場下柱狀晶生長的模擬結(jié)果也達(dá)到了較好的效果。
　　在以上工作基礎(chǔ)上，完成了對TC4-DT電子束焊縫溫度場的模擬，并將元胞自動機(jī)模型與宏觀溫度場耦合，對焊縫斷面組織生長進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)果顯示：熔合線附近有大量形核晶粒，經(jīng)過競爭生長后形成了以粗大柱狀晶為主的組織；元胞網(wǎng)格尺寸越小，模擬的晶粒組織的形態(tài)越精確。
　　論文最后將 TC4-D