凝固过程中合金力学行为的中尺度颗粒模型
材料科学
2009-08-25 v1
摘要
我们提出了一个二维颗粒模型，用于描述凝固过程中球状晶粒集合的力学行为。晶粒结构由基于预定义核阵列的Voronoi剖分生成。我们考虑了由晶粒运动和凝固收缩在剖分中晶粒面形成的通道网络中引起的流体流动。当允许晶粒移动时，我们推导了每个通道的流速和压降的控制方程，然后将这些方程组合成一个全局表达式，以保持系统中的质量和力平衡。我们证明该公式与非平衡热力学的耗散公式一致。给出了几个示例问题，以说明拉伸应变的影响以及液体供应变形微结构的可用性。对于低于gs=0.97的固相分数，我们发现即使不允许外部补缩，流体也能在低应变下供应变形。对于高于gs=0.97的固相分数，会形成具有“干”边界的晶粒簇，流体流动变得高度局部化。
引用
@article{arxiv.0908.3311,
title = {A mesoscale granular model for the mechanical behavior of alloys during solidification},
author = {Stéphane Vernède and Jonathan A. Dantzig and Michel Rappaz},
journal= {arXiv preprint arXiv:0908.3311},
year = {2009}
}