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申请/专利权人：西安建筑科技大学

摘要：本发明公开了一种调幅分解组织的有限元模型建模方法，属于材料科学晶体学技术领域，该方法包含以下步骤：步骤1、根据扩散Cahn‑Hilliard方程模拟扩散过程构建相场模型；步骤2、读取和整理相场模型结果的数据；步骤3、创建六面体有限元模型并划分好网格；步骤4、通过相场模型的结果将有限元模型的单元分成固体与孔洞两个单元集。本发明提供的方法能够创建一个经过二元合金调幅分解过程的有限元模型。可以用于对纳米多孔材料如纳米银、纳米金和纳米铜等材料进行有限元模拟的研究。探索各种工况下的损伤、断裂微观机理。以更好地使用纳米多孔材料。

主权项：1.一种调幅分解分布的有限元模型建模方法，其特征在于：包括以下步骤：1根据扩散Cahn-Hilliard方程模拟扩散过程构建二元合金调幅分解相场模型：调幅分解过程由Cahn-Hilliard方程驱动： 其中F是系统的总动能： 总动能中的fc是化学能，是一个唯象双阱势：fc＝Ac21-c23；式中ci为区块的浓度；t为时间；r为区块的位置；M为迁移率，度量相扩散的快慢；κ为梯度系数；A控制着两个平衡相之间的势垒大小；使用显式Euler时间积分方案，式1变为： 其中为第n步在x＝i，y＝j，z＝k处区块的浓度，浓度从0到1，c＝0为一相，c＝1为另一相；根据式2，总动能对浓度的微分为： 式5中为化学能式3的导数： 式5中可以通过五点有限差分法求得： 根据式4将初始浓度场C0迭代若干步得到调幅分解浓度场C；即可将浓度场输出为相场模型结果文件；2读取和整理二元合金调幅分解相场模型结果的数据；3创建六面体有限元模型并划分好网格；4将有限元模型的每一个单元与相场模型的每一个区块一一对应，其具体方法如下：有限元模型的单元编号＝相场模型区块的x坐标×相场模型的Y方向长度同时也是有限元模型Y方向单元数×相场模型的Z方向长度+相场模型区块的y坐标+相场模型区块的z坐标×相场模型的Y方向长度；5通过相场模型的结果将有限元模型的单元分成固体与孔洞两个单元集，其具体方法如下：根据不同的孔隙率要求设定不同的浓度阈值；大于浓度阈值的单元为固体，为所有的固体单元创建一个单元集；小于浓度阈值的单元为孔洞，为所有的孔洞单元创建一个单元集。

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