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1、DEFROM-3D之晶粒度分析模拟1. 创建一个新问题在主窗口中选中一个DB文件，单机后处理的Microsoftstructure按钮，打开Post Processor 第 :-EF 沁-3 :- FnMt亠云七工DEFORM-MICROSTRUCTURE 窗口，单击 Add project 按钮增加计划。2. 追踪选项设置点击define按钮，在坯料上选取5个点，如图2所示单机 next 按钮，在追踪界面选中 No 单选按钮，点击 next。3. 离散点阵设置在离散点阵界面，类型选中Celluar Automata单选按钮（即CA模型），几何选中Square单选按钮，行和列分别设置为50，绝
2、对尺寸为1，如图3 所示V Mi crost ru-ctu re cvol ution point t刃uldng4. 边界条件设置在边界条件界面，保持默认设置即可5. 晶粒边界条件设置在晶粒边界选项界面，设定 Grain boundaries coupled to material flow 为 No。Neighborhood 选第一个，半径为 1 如图 4 所示6. 位错密度常数设置根据实际情况分别查找到对应材料各参数值，本次演示操作选取的值如图5 所示7. 再结晶设置在再结晶界面选中Discontinous dynamic recrystallization (DRX)复选框，如图6所示
3、，点击next8. 形核状况设置(1)在晶核形成界面 1 选中 Function of threshold dislocation density and probability 单选按钮，如图 7 所示，然 后 next(2)在晶核形成条件界面2 里Critical dislocation density for DRX设为 0.02,Probability of nucleation设为 0.01, 如图8所示，然后单击next。I-d厂I-11I-1 zl9. 晶粒生长设置在晶粒长大和材料常数界面，常数设为1,如图9所示，然后next10. 流动应力和材料常数设置(1)在流动应力和材料常
4、数界面，单击define按钮，输入温度100，流动应力20000000；温度500，流动应力10000000.如图10所示。点击Apply 后,窗口左侧出现材料的流变应力曲线，点击OK后输入Elastic shear modulus(G) in Mpa 设为 260e9, Burgers vector(b) in microns 设为 0.352e-9，如图 11 所示，但后 nextrarstwW Murostrurtijre vwJuhDn 口口6 “哉呷:UUfA.:泄 JUaU hC :hi X亠iK=3ISXWM343(2)在弹出的界面设置为a 1为1，a 2为0.1，其他默认即可，
5、如图12所示，然后next2 iM；crgifv*cture ekitic-n pciint trackingIM icrcratructuri? rvolution paint tr-ackingFlew stress Dherrsena 5E0ticn and EutfTilE ccnstinitBTVG is the shear modulus, is the Burgers vector length, A is a constant, is the inlerparticle slip plane spacing. 机 the valumE fracti口仃 of the dispe
6、rsaidE. and rtf is the diarmeler of the dispersoids.tn ath.*du9 t& da xlocxt a-anxInitial zlcxasiuructiixw*;kv_；d-14“丫二吕益t muiariE 百p址sxw二了;广 FrcrvldA pnaliL bouAdimrp uul cor lout nt 1 cm e e iBultamMHif-lr Cdb fll&IniLial d3 51wa.ti-Em di-nxitj pi : JackCEneal11. 初始输入设置在微结构输入界面，各参数的设置如图13所示，设置完后单击
7、next12. 晶粒演变设置在微结构演变用户常规界面中保持默认设置。13. 执行演变过程和后处理单击finish后，软件开始执行微结构演变过程，在演变过程中受到应变速率、应变、温度等诸多因素的影响。运算完之后，单击post按钮试图区域如图14所示，显示所追踪的5个点的初始晶粒度状况，单击匕可以看 到晶粒度的演变过程，矍分别表示晶粒、密度、边界、晶粒和边界选项。点击$ ：后会在窗口中显示出晶粒的大小情况。柏氏矢量的求法，面心立方的晶体和体心立方的不大一样。大小应该是两个原子之间的距离2 DEFORM软件的模块结构DEFORM -2DW DEFORM-3D的模块结构基本相同*都由前处理器、模拟处理
8、器利肩处 理蛊三大模块组成，不同的是DEFORM-2D自身可以制柞简易的线框模具DETOKM-JD不 冥备实体造型能力但它提供一些通用的CAD数据接口如IGES利呦-接口。N1前处理辭前处理器包括三个子模块(1数据輸人模块便于数据的交互式输人如:初始速度场、温 度场、边界条件、冲头行穆以及摩擦系数等初始条件。(2)M格的自动划分与自动再划分模块。 估数据传递模块当网格重划分后，腿蜉在新旧网格之间实现应力、应变速度场、边界采件零 数据的传递-从而保证计算的连续性P2.2模拟处理器真正的有限元分析过程是在模拟处理器中完底的.DETORM运行时，酋先通过有限元离散 化将平衝方程、本构关垂和边界条件转
9、化为非线形方程组，然后逋过直接迭代法和Newton 皿in法进行求解，求解的结果以二进制的形式进行探存.用户可在后处理器中获取所需要 的结果2-3后処理器后处理器用于显示计算结果结果可以是图形形式也可成是数字、文寧混编的形式。可 获脈的结果可为每一步的(1)有限元网;(2)等效应力“等效应变以及破坏程度的等高线和尊工件材料选用Defonn 件模型库中的AISI-4135 (35CrMo),锻造过程中，再结晶模型各参数经查阅和关文献点,汇总如下表所示：袤4-1再结晶橈型参数鑒数值参数值参数iri3.52x10383x103.265X1021381X1019.72x1033.232.25X104-
10、0.22Q3.782x10sR3141伽108.998X1062.94x10 13人-1.82X9.96X101-0 53(?時2P46X1056.596x10-0.1A0.693-0 5-(1.10 355.3金属平均晶粒度测定方法测定品粒大小时*根据GB/6394-2002金属平均品粒度测定方法标准，用截点法 计算。截点法是通过计数给定长度的测量线段(或网格)与晶粒边界相交截点数P来测定 晶粒度口截点法有直线截点法和圆截点法，本实验中采用直线截点法口在晶粒图像上， 采用一条或数条直线组成测量网络，选择适当的测量网格长度和放大倍数，以保证最少 能有约50个截点.根据测量网格的所截获点数来确定
11、晶粒度口计算截点吋，测量线段 终点不是截点不予计算.终点正好接触到品界吋”汁为0.仔个截点*测量线段与晶界相 切时+计为1个截点口明显的在三个晶粒汇合点重會时，计7V15个截点口在不规则晶 粒形状下，测量线在同一晶粒边界不同部位产生的两个截点后有伸入形成新的截点，汁 算截点吋，应包括新的截点为了获得合理的平均値”应任意选择3至5个视场进行测量口如果这一平均值的精 度不满足要求时，应增加足够的附加视场.视场的选择应尽量广地分布在试样的检测面 D本文在测定晶粒度大小吋,取5个视场进行测量口计算公式如下;MP P1式中，L为所使用的测量线段(或网格)长度，单位为毫米(mm)J为试样检验面上(氐) 晶
12、粒截距的平均值，即平均截距;M为观测用放大倍数;P为测量网格上的截点数;云为试 样检验面上每毫米内的平均截点数口 平均晶粒度级别数G的计算：G=(-6.6441g/)-3.288(5-2)连续动态再结晶与非连续动态再结晶的区别连续与非连续的发生是与材料的本质属性有关的，主要是层错能的大小，也就是说影响位错运动灵便性与否的 因素。传统的动态再结晶理论中动态再结晶过程通过动态再结晶晶粒的形核和长大的方式来消除形变基体中的位错 及亚晶界等形变缺陷，这一过程通过大角度晶界的迁移实现，是一种“不连续”的现象，因此传统的动态再结晶理 论又被称为“不连续动态再结晶理论”，一般认为该现象只能在低、中等层错能材料中发生，如铜及铜合金，金与 奥氏体钢等。然而较高层错能材料，如铝及铝合金、alpha-Fe等，在热变形过程中亚晶界持续吸收位错，角度不断 增大，最终由小角度晶界转为大角度晶界，即亚晶成为真正的晶粒。虽然这一过程几乎不涉及到大角度晶界的迁移， 但亚晶界由小角度晶界转为大角度晶界同样消耗了大量的位错密度，并导致原始组织的细化，实际上也是一种动态 再结晶行为，人们将这种动态再结晶称为“连续动态再结晶”。
