[发明专利]一种Ni3Al基合金代表体积单元模型的构建方法

权利要求书

1.一种Ni₃Al基合金代表体积单元模型的构建方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)运用扫描电子显微镜，获取材料的微观结构观测图；

2)分析统计合金微观结构微观几何特征参量的分布规律；

3)设置RVE中强化相的约束条件；

4)生成RVE中强化相关键点的坐标；

5)生成RVE；

步骤2)的具体方法为：运用强化相体积分数w_p、强化相大小l_p以及强化相形状参数n_p三个微观几何特征参量来描述材料的微观结构观测图，具体方法为：

2-1)，所述强化相的体积分数w_p的具体方法为：

采用颜色识别的方法对Ni₃Al基合金的微观结构图进行识别，通过强化相γ′相与基体γ相之间颜色的差异对强化相γ′进行识别，截面上强化相的面积分数为：

其中，a、b分别为图片的长度与宽度，A_i为各个强化相的面积；

强化相的体积分数w_p等于各个截面强化相面积分数的平均值：

其中，为第i个截面的强化相面积分数；

2-2)，所述强化相的大小l_p的具体方法为：

以椭圆的面积计算公式以及l_a和l_b定义强化相的等效长度为：

其中，l_a为图形的最大弗里特长度，l_b为图形的最小弗里特长度；

2-3)，所述强化相形状参数n_p为：

其中，B₁、B₂为某一方向强化相的最大宽度，A₁、A₂为边界处这一方向近似直线段的宽度；

2-4)，所述强化相大小l_p和强化相形状参数n_p的微观概率分布形式根据统计结果以及MATLAB软件确定，步骤3)中RVE中强化相的约束条件为：以RVE的左下角为原点，三条边为坐标轴建立笛卡尔坐标系，设RVE的总尺寸为a×a×a，第i个强化相中心O_i的坐标为(x_i,y_i,z_i)，最大宽度为l_i；第j个强化相的中心O_j坐标为(x_j,y_j,z_j)，最大宽度为l_j；那么，生成的强化相需要满足以下几个条件：

[1]强化相的大小l_i、位置(x_i,y_i,z_i)以及形状参数n_i满足微观概率模型统计出的分布规律；

[2]强化相的位置不能超出RVE的范围；

[3]各个强化相之间不能出现相互干涉的问题；

[4]对于本发明的镍基合金，根据试验测定，体积分数处于40％～52％之间强化相体积分数w_p满足：

w_pmin≤w_p≤w_pmax

其中，w_pmin＝40％、w_pmax＝52％；

令相邻的强化相以及RVE边界之间的间距值为d，生成的强化相满足以下条件：

强化相的位置不超出RVE的边界：

各个强化相相互之间不干涉：

2.根据权利要求1所述的Ni₃Al基合金代表体积单元模型的构建方法，其特征在于：步骤4)的具体方法为：根据所得的材料微观几何特征参数以及RVE中强化相的约束，通过MATLAB软件生成各强化相的关键点坐标，并将关键点的坐标写入指定的文件。