二维材料微结构设计与数值模拟软件系统  被引量:7

A Design and Numerical Simulation System of 2D Material Microstructures

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作  者:任淮辉[1] 李旭东[1] 

机构地区:[1]兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,兰州730050

出  处:《计算机辅助设计与图形学学报》2009年第6期861-868,共8页Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics

基  金:国家自然科学基金(50271016;50571042);国家重大基础研究前期研究专项项目(2003CCA03800)

摘  要:为了实现二维多元多相异质体材料微观组织结构的"性能导向型"设计、材料微结构的细观力学计算与虚拟失效分析,以平面Voronoi算法为基础,通过Visual C++程序设计并结合OpenGL工具集,开发出用于微结构模块化、可视化设计的材料微观组织结构仿真软件Pro Design.基于该软件构造出二维多晶体与多晶体基复合材料类微结构,采用C语言与Python脚本混合编程的方式,实现微结构在ABAQUS/CAE中的有限元建模,并对模型进行细观力学响应的数值计算与微应力统计分析.最后根据计算结果预测微结构的材料性能,识别"材料结构弱点",评估平面微裂纹的启裂、扩展,推演微结构"虚拟失效行为".In order to achieve "property-oriented" design of microstructures for heterogeneous materials and perform mesomechanics calculations for virtual failure analysis of the microstructure, we employed Voronoi tessellation algorithm, Visual C++ compiling codes along with OpenGL tools to develop a software system, ProDesign, which can be used to simulate 2D microstructures of polycrystals-based composites. The C compiling codes together with Python scripts are used to achieve CAE modeling in ABAQUS for the microstructures. The calculation of mesomechanical responses of the microstructures is realized in a numerical manner. Based on the calculation, "materials structure weakness" of the microstructures can be identified. Mierocrack initiation and subsequent propagation in a microstructure can be microstructure can therefore be quantitatively evaluated. The behavior of virtual failure of the deduced.

关 键 词:材料微结构 材料结构弱点 数值模拟 虚拟失效 

分 类 号:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术]

 

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