Przedmowa Czêœæ pierwsza. Podstawy frontalnych automatów komórkowych... 11

Transkrypt

1 Spis treœci Przedmowa... 9 Czêœæ pierwsza. Podstawy frontalnych automatów komórkowych Wstêp Rys historyczny Klasyfikacja automatów Automaty komórkowe a modelowanie zjawisk mikrostrukturalnych Automaty komórkowe a problemy zwi¹zane z ich stosowaniem Algorytmy rozrostu ziarna Klasyczny algorytm rozrostu ziarna Algorytm rozrostu ziarna z zastosowaniem losowych regu³ Algorytm rozrostu ziarna ze sterowaniem prêdkoœci rozrostu Izotropia przestrzeni Algorytm dla niezmiennych warunków rozrostu ziarna Algorytm uwzglêdniaj¹cy zmienn¹ prêdkoœæ rozrostu Algorytm uwzglêdniaj¹cy odkszta³cenie lub dowolny kszta³t komórek Zmodyfikowany algorytm do wyznaczenia czasu przejœcia Sterowanie kszta³tem rosn¹cego ziarna Globalne i lokalne wspó³rzêdne ziarna Algorytm rozrostu ziarna w kszta³cie kuli Algorytm rozrostu ziarna w kszta³cie elipsoidy Algorytm rozrostu ziarna w kszta³cie prostopad³oœcianu Algorytm rozrostu ziarna w kszta³cie oœmioœcianu Algorytm rozrostu ziarna w kszta³cie walca Warunki brzegowe i reorganizacja przestrzeni komórkowej Wymagania stawiane warunkom brzegowym Warunki brzegowe przy sta³ej topologii automatów komórkowych

2 3.3. Warunki brzegowe przy zmiennej topologii automatów komórkowych Odrzucenie po³owy modelowej przestrzeni (halving) Przecinanie i sk³adanie przestrzeni (cutting and bonding) Podwojenie przestrzeni Wyprostowanie przestrzeni automatów komórkowych Wskazówki do wyboru warunków brzegowych Opracowanie i zastosowanie frontalnych automatów komórkowych Konwencjonalne automaty komórkowe Frontalne automaty komórkowe Przyk³ady oszacowañ nak³adów obliczeniowych Uniwersalny frontalny automat komórkowy Przygotowanie danych do tworzenia siatki metody elementów skoñczonych Zasady przygotowania danych Wczytywanie informacji o mikrostrukturze Sprawdzenie ci¹g³oœci ziaren Eliminacja zbyt drobnych ziaren Stworzenie listy komórek le ¹cych na granicach ziaren Lista p³aszczyzn styku ziaren Uporz¹dkowanie œcianek komórek na powierzchni styku dwóch ziaren, sprawdzenie ich ci¹g³oœci i wyznaczenie konturu ka dej p³aszczyzny Stworzenie listy linii dla ka dej p³aszczyzny Stworzenie listy wszystkich linii Algorytm sprawdzania linii Stworzenie i wype³nienie listy linii dla ka dego ziarna Stworzenie i wype³nienie listy wierzcho³ków Stworzenie i wype³nienie listy wierzcho³ków dla ka dej p³aszczyzny i ziarna oraz list p³aszczyzn i ziaren dla ka dego wierzcho³ka Zapisywanie wyników do plików Przyk³ady siatek MES Czêœæ druga. Modelowanie zjawisk mikrostrukturalnych Modelowanie pocz¹tkowej mikrostruktury o zadanych parametrach Zasady i struktura modelu kszta³towania pocz¹tkowej mikrostruktury Wybór, okreœlenie warunków symulacji i symulacja

3 6.3. Uzyskanie mikrostruktury o zadanym rozk³adzie wielkoœci ziaren Przedstawienie rozk³adu teoretycznego w postaci szeregu rozdzielczego Wyznaczenie liczby ziaren, reprezentatywnej objêtoœci modelowej, sprawdzenie rozmiarów przestrzeni komórkowej Zadanie warunków zarodkowania Modelowanie mikrostruktury i wyznaczenie empirycznego rozk³adu wielkoœci ziarna Porównanie rozk³adu empirycznego z teoretycznym, wyznaczenie b³êdu dopasowania Sprawdzenie kryterium dopasowania i korekta warunków zarodkowania Obliczenia koñcowe prêdkoœci zarodkowania oraz modelowanie sprawdzaj¹ce Okreœlenie warunków zarodkowania Przyk³ad symulacji mikrostruktury i wyniki Orientacja krystalograficzna ziaren Dopasowanie rozk³adu i orientacja ziaren Dopasowanie rozk³adu k¹ta dezorientacji granic ziaren Dopasowanie rozk³adu oraz orientacja ziaren i k¹ta dezorientacji granic Krzepniêcie Model FCA do modelowania makrostruktury podczas krzepniêcia Za³o enia wstêpne Modelowanie zjawiska zmiany stanu skupienia materia³u (krystalizacja) Uwzglêdnienie pola temperatury podczas modelowania krzepniêcia Opis modu³u FCA Wyniki modelowania Modelowanie wlewków za pomoc¹ FCA o du ej liczbie komórek Wyznaczenie parametrów zarodkowania Modyfikacji programu FCA Weryfikacja modelu i jego optymalizacja ze wzglêdu na nak³ady obliczeniowe Rekrystalizacja Rozwój metod badania i modelowania rekrystalizacji G³ówne za³o enia do modelowania rekrystalizacji Podstawowe modele Rozwój dyslokacji

4 Naprê enie uplastyczniaj¹ce Zarodkowanie Rozrost ziaren Kinetyka rekrystalizacji Warunki brzegowe Wymiar przestrzeni Kszta³t ziaren Rekrystalizacja statyczna Zarodkowanie przy rekrystalizacji statycznej Kinetyka rekrystalizacji statycznej Rekrystalizacja dynamiczna Zarodkowanie i rozrost ziaren Uwzglêdnienie geometrii odkszta³cenia Naprê enie uplastyczniaj¹ce Rekrystalizacja metadynamiczna Wielkoœæ ziarna Kierunki dalszych badañ rekrystalizacji Przemiany fazowe w stanie sta³ym Podstawowe wiadomoœci o przemianach fazowych w stali Modelowanie przemian fazowych Model przemian fazowych Wyniki modelowania wstêpnego Rozdrobnienie mikrostruktury Materia³y drobnoziarniste Model rozwoju mikrostruktury i w³asnoœci mechanicznych materia³ów silnie rozdrobnionych Modele oparte o metodê elementów skoñczonych: MES I i MES II Automaty komórkowe Zastosowanie teorii plastycznoœci kryszta³ów Naprê enie uplastyczniaj¹ce Model oparty o metodê elementów dyskretnych Modele automatów komórkowych Model I Model II Model III Weryfikacja parametrów automatów komórkowych Zastosowanie opracowanego modelu do przeprowadzenia testowych obliczeñ Walcowanie pakietowe Symulacja procesu MAXStrain

5 11. Przyk³ady zastosowania frontalnych automatów komórkowych do modelowania mikrostruktury w procesie walcowania Procesy wieloetapowego odkszta³cenia (walcowanie w wykrojach) Warunki symulacji Charakterystyka materia³u Wyniki modelowania MES Modelowanie rozwoju mikrostruktury Walcowanie wyrobów p³askich Dane wejœciowe Wyniki symulacji Podsumowanie czêœci drugiej. Analiza wyników badañ teoretycznych Czêœæ trzecia. Praktyczny kurs automatów komórkowych Æwiczenia laboratoryjne 1. Automaty komórkowe. Podstawowe pojêcia. Jednowymiarowe CA. Lokalne regu³y Æwiczenia laboratoryjne 2. Jednowymiarowe CA. Synchroniczne i asynchroniczne CA Æwiczenia laboratoryjne 3. Dwuwymiarowe CA Æwiczenia laboratoryjne 4. Otoczenie (S¹siedztwo) Æwiczenia laboratoryjne 5. Sterowanie prêdkoœci¹ rozrostu. Izotropia przestrzeni Æwiczenia laboratoryjne 6. Frontalne automaty komórkowe Æwiczenia laboratoryjne 7. Kszta³t ziaren. Prostok¹t Æwiczenia laboratoryjne 8. Pocz¹tkowa mikrostruktura Æwiczenia laboratoryjne 9. Granice ziaren. Warunki brzegowe Æwiczenia laboratoryjne 10. Otwarte warunki brzegowe. Krok czasowy Æwiczenia laboratoryjne 11. Rozwój mikrostruktury. Przemiana fazowa Literatura