(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210691724.X (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号 (72)发明人 刘广鑫　张定华　姚倡锋　谭靓　 (74)专利代理 机构 西安凯多 思知识产权代理事 务所(普通 合伙) 61290 专利代理师 范倩 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 微观组织模拟方法、 装置、 电子设备以及存 储介质 (57)摘要 本发明实施例公开了一种微观组织模拟方 法、 装置、 电子设备以及存储介质。 该方法包括： 步骤1， 生成初始微观组织； 步骤2， 从切削过程有 限元仿真结果读取加载条件； 步骤3， 非连续动态 再结晶形核模拟； 步骤4， 连续动态再结晶模拟； 步骤5， 更新位错密度； 步骤6， 动态再结晶晶粒长 大模拟； 步骤7， 判断模拟实际耗时是否达到模拟 总时间， 若模拟实际耗时未达到模拟总时间， 则 重复执行步骤3至步骤6； 若模拟实际耗时达到模 拟总时间， 则停 止模拟。 通过本发明， 解决了相关 技术中的切削过程微观组织模拟方法忽略了连 续动态再结晶机制的技术问题， 达到了能够更为 准确的模拟切削过程的微观组织演化行为的技 术效果。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 115130288 A 2022.09.30 CN 115130288 A 1.一种微观组织模拟方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1， 生成初始微观组织； 步骤2， 从切削过程有限元仿真结果读取加载 条件； 步骤3， 非连续动态再 结晶形核模拟； 步骤4， 连续动态再 结晶模拟； 步骤5， 更新 位错密度； 步骤6， 动态再 结晶晶粒长大模拟； 步骤7， 判断模拟实际耗 时是否达到模拟总时间， 若所述模拟实际耗 时未达到所述模拟 总时间， 则重复执行所述步骤3至所述步骤6； 若 所述模拟实际耗时达到所述模拟总时间， 则 停止模拟。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤1包括以下 具体实施步骤: 步骤1.1， 确定模拟区域， 将所述模拟区域离散为由元胞构成的网格， 并根据目标基体 材料的平均晶粒尺寸计算所述模拟区域的 晶粒数量Nn； 步骤1.2， 在所述模拟区域内随机选取Nn个元胞作为初始晶核， 并给所选取的Nn个元胞 赋予不同的晶粒编号变量和晶粒取向变量， 设置当前元胞 的晶界迁移距离变量为1个元胞 边长； 步骤1.3， 对所有元胞逐一进行以下计算： 若所述当前元胞尚未被赋予晶粒编号且晶界 迁移距离大于或者等于相 邻两个元胞之 间的距离， 则将所述当前元胞的状态转变为邻居 元 胞状态； 步骤1.4， 重复执行所述步骤1.3， 直至所述模拟区域内所有元胞均被赋予所述晶粒编 号， 并为元胞状态变量赋予初值， 其中， 所述元胞状态变量赋予初值至少包括位错密度变量 初值、 再结晶次数变量初值以及亚晶粒编号变量初值。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤2包括以下 具体实施步骤： 从切削过程有限元仿真结果提取模拟区域中心位置的应变、 最高温度和最大应变率， 并确定时间步长和总模拟时间。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤3包括以下 具体实施步骤： 扫描整个元胞空间， 若元胞的位错密度超过非连续动态再结晶临界位错密度且所述元 胞处于晶界位置， 则当前 元胞有第一预定概 率会转化成非连续动态再 结晶晶核； 若当前晶核转化为非连续动态再结晶晶核， 更新其状态变量， 设置位错密度变量， 晶粒 取向变量设置为随机值， 再结 晶次数变量设置为当前再结 晶次数+1， 得到当前元胞最大 晶 粒编号为Ng， 晶粒编号变量设置为 Ng+1。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤4包括以下 具体实施步骤： 步骤4.1， 扫描整个元胞空间， 如果晶粒/亚晶粒的平均位错密度超过亚晶形成临界位 错密度， 则当前晶粒/亚晶粒有第二预定概 率会进行分裂生成新的亚晶； 步骤4.2， 若所述当前晶粒/亚晶粒进行分裂生成新的亚晶， 更新其状态变量， 得到当前 元胞最大晶粒编号为Ns， 新生成亚晶粒内元胞的亚晶编号分别设置为Ns+1、 Ns+2、 Ns+3， 并计 算由于生成亚晶导 致的第一 位错密度增量； 步骤4.3， 扫描整个元胞空间， 计算所有亚晶的转动角度， 更新亚晶取向角， 若所述亚晶 取向角超过 临界晶界角， 则更新元胞状态， 晶粒取向变量设置为随机值， 再结晶次数变量设权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115130288 A 2置为当前再结晶次数+1， 得到当前元胞最大晶粒编号为Ng， 晶粒编号变量设置为Ng+1， 并计 算由于亚晶转动导 致的第二 位错密度增量。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤5包括以下 具体实施步骤： 计算每个元胞的在当前增量 步的位错密度增量， 并更新 位错密度。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤6包括以下 具体实施步骤： 扫描整个元胞空间， 计算再 结晶晶粒的晶界迁移驱动力与迁移 距离； 若所述迁移距离大于相邻 两个元胞之间的距离， 则将当前元胞状态转变为再结晶次数 大于等于1的邻居元 胞状态。 8.一种微观组织模拟装置， 其特 征在于， 包括： 生成模块， 用于生成初始微观组织； 读取模块， 用于从切削过程有限元仿真结果读取加载 条件； 第一模拟模块， 用于非连续动态再 结晶形核模拟； 第二模拟模块， 用于连续动态再 结晶模拟； 更新模块， 用于更新 位错密度； 第三模拟模块， 用于动态再 结晶晶粒长大模拟； 判断模块， 用于判断模拟实 际耗时是否达到模拟总时间， 若所述模拟实 际耗时未达到 所述模拟总时间， 则重复执行所述第一模拟模块至所述第三模拟模块对应的实施步骤内 容； 若所述模拟实际耗时达 到所述模拟总时间， 则停止模拟。 9.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 处理器； 用于存储处理器可执行指令的存 储器； 其中， 所述处 理器被配置为执 行权利要求1至7中任意 一项所述的微观组织模拟方法。 10.一种存储介质， 其特征在于， 所述存储介质包括存储的程序， 其中， 在所述程序运行 时控制所述存 储介质所在设备 执行权利要求1至7中任意 一项所述的微观组织模拟方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115130288 A 3