网状增强金属基复合材料的数值模拟方法技术

本申请提供一种网状增强金属基复合材料的数值模拟方法，包括如下步骤：步骤(1)：获取网状增强金属基复合材料和网状增强金属基复合材料基体材料的材料参数；步骤(2)：对网状增强的金属基复合材料制成的构件进行宏观工况模拟；步骤(3)：采用Voronoi镶嵌法构建网状增强的金属基复合材料的增强相呈空间三维网状分布的微观组织的几何模型；步骤(4)：根据步骤(2)中宏观工况模拟的后处理结果、网状增强金属基复合材料的基体材料和增强相，进行微观模拟组织演变。根据本申请的网状增强金属基复合材料的数值模拟方法，能有效地预测网状增强金属基复合材料变形过程中微观组织演变和承力加载过程中材料的安全性。

Numerical simulation of mesh reinforced metal matrix composites

【技术实现步骤摘要】
网状增强金属基复合材料的数值模拟方法
本申请属于合金制备
，具体涉及一种网状增强金属基复合材料的数值模拟方法。
技术介绍
目前,随着科技的进步，对装备的性能要求越来越高，同时推动了支撑装备的关键材料的研发与应用，其中金属基复合材料具有优异的比强度、比刚度、抗氧化性能、耐磨性和抗蠕变性能，所以应用范围广泛。同时，金属基复合材料具有传统材料无法比拟的可设计性，可以通过改变基体合金种类、颗粒尺寸，以及增强相种类、形状、体积分数和分布得到制备和服役性能兼备的复合材料。虽然金属基复合材料具有优异的性能，但是新材料从研发到应用，完全通过实验试制的方法不仅流程繁琐、周期长，而且需要高昂的费用，从而阻碍和金属基复合材料的发展与应用。随着计算科学的快速发展，有限元数值模拟技术大大缩短了新材料的研发周期，降低了生产成本，并且能预测构件的安全性能。传统的金属基复合材料的烧结制备、热变形、服役工况等方面都成功运用了数值模拟技术，并且技术已经相当成熟。但是，网状增强金属基复合材料是一种近十年来刚刚研发出的新材料，该类材料颠覆了传统金属基复合材料中增强相弥散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种网状增强金属基复合材料的数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤(1)：获取网状增强金属基复合材料和所述网状增强金属基复合材料基体材料的材料参数；/n步骤(2)：对所述网状增强的金属基复合材料制成的构件进行宏观工况模拟；/n步骤(3)：采用Voronoi镶嵌法构建所述网状增强的金属基复合材料的增强相呈空间三维网状分布的微观组织的几何模型；/n步骤(4)：根据所述步骤(2)中所述宏观工况模拟的后处理结果、所述网状增强金属基复合材料的基体材料和增强相，进行微观模拟组织演变。/n

【技术特征摘要】
1.一种网状增强金属基复合材料的数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)：获取网状增强金属基复合材料和所述网状增强金属基复合材料基体材料的材料参数；
步骤(2)：对所述网状增强的金属基复合材料制成的构件进行宏观工况模拟；
步骤(3)：采用Voronoi镶嵌法构建所述网状增强的金属基复合材料的增强相呈空间三维网状分布的微观组织的几何模型；
步骤(4)：根据所述步骤(2)中所述宏观工况模拟的后处理结果、所述网状增强金属基复合材料的基体材料和增强相，进行微观模拟组织演变。


2.根据权利要求1中所述的网状增强金属基复合材料的数值模拟方法，其特征在于，所述基体材料为钛合金、铝合金、铁合金、镍合金和钴合金中的任一种；
和/或，所述材料参数为力学性能；
和/或，所述步骤(2)中，采用有限元软件进行宏观工况模拟；
和/或，所述步骤(4)中，所述进行微观模拟组织演变中采用的软件为ABAQUS数值模拟软件。


3.根据权利要求2中所述的网状增强金属基复合材料的数值模拟方法，其特征在于，所述有限元软件为材料加工数值模拟软件；
和/或，所述步骤(4)中，将所述几何模型、材料属性以及边界条件通过INP文件导入所述ABAQUS数值模拟软件中。


4.根据权利要求3中所述的网状增强金属基复合材料的数值模拟方法，其特征在于，所述宏观工况模拟采用的软件为DEFORM、ABAQUS、ANSYS、MARC中的任一种；
和/或，所述边界条件为所述宏观工况模拟中目标位置相邻节点位移数据；
和/或，所述材料属性包括：所述基体材料的力学性能和所述增强相的材料参数。


5.根据权利要求3中所述的网状增强金属基复合材料的数值模拟方法，其特征在于，所述宏观工况模拟包括如下步骤：
采用三维构型软件进行工件建模；
将所述工件建模导入所述加工数值模拟软件...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞，崔传勇，周亦胄，孙晓峰，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21