[发明专利]晶体材料零件三维晶体塑性有限元建模方法及系统

权利要求书

1.晶体材料零件三维晶体塑性有限元建模方法，其特征是，包括：

获取的数据包括真实晶体材料零件的晶粒尺寸数据、取向数据和晶界的取向差数据，并根据所获取的数据分别绘制出对数正态分布曲线，得到晶粒尺寸数据的分布规律、取向数据的分布规律和晶界的取向差数据的分布规律；

通过获取的晶粒尺寸数据分布规律，迭代地为晶体材料零件模型的最小定向包围盒生成晶粒尺寸数据；通过最小定向包围盒的几何尺寸和生成的晶粒尺寸数据，计算出每个晶粒的种子点坐标；基于每个晶粒的种子点坐标，生成最小定向包围盒的晶粒尺度模型；对最小定向包围盒的晶粒尺度模型去冗余，得到晶体材料零件的三维伪随机晶粒尺度微结构；

通过获取的晶粒取向数据分布规律和晶界取向差数据分布规律，迭代地为晶体材料零件模型的三维伪随机晶粒尺度微结构中的每一个晶粒赋予取向；

通过得到的晶体材料零件的三维伪随机晶粒尺度微结构以及晶粒的取向数据，构建晶体材料零件的晶体塑性有限元模型；实现晶体塑性有限元模型的有限元仿真；

通过校核，得到晶体塑性本构参数；

其中，获取的数据包括真实晶体材料零件的晶粒尺寸数据、取向数据和晶界的取向差数据，并根据所获取的数据分别绘制出对数正态分布曲线，得到晶粒尺寸数据的分布规律、取向数据的分布规律和晶界的取向差数据的分布规律；具体包括：

从原始材料中，通过线切割，得到矩形块样品；对所述矩形块样品的三个侧面进行EBSD制样，制样完毕后，进行EBSD测试，得到三个侧面的EBSD数据；其中，所述三个侧面是指任意两个侧面之间均彼此垂直的侧面；

根据三个侧面的EBSD数据，获取每一个晶粒的尺寸数据、取向数据以及晶界取向差数据；

对获取的晶粒尺寸数据，绘制出分布曲线，根据分布曲线，得到晶粒尺寸数据的分布规律、取向数据的分布规律和晶界的取向差数据的分布规律；计算统计学数据，所述统计学数据，包括：均值、标准差、数学期望；

将三个侧面的坐标系统一配准到基础坐标系，实现所述三个侧面的晶粒取向配准；

其中，得到晶体材料零件的三维伪随机晶粒尺度微结构；具体包括：

生成晶体材料零件模型的最小定向包围盒；首先，用户自定义晶体材料零件的几何模型，提取出其在基础坐标系CS0三个方向上的极限尺寸，然后生成最小定向包围盒；

根据最小定向包围盒的尺寸和晶粒尺寸的均值，计算出最小定向包围盒中的晶粒数量；再基于获取的晶粒尺寸数据分布规律，迭代地为晶体材料零件模型的最小定向包围盒中的晶粒生成晶粒尺寸数据；

按照晶粒尺寸数据的生成时间顺序，将晶粒序号从小到大顺序赋予给每个晶粒；

对晶粒尺寸排布进行迭代优化；从具有最大正偏差的一行晶粒和最大负偏差的一行晶粒；通过将具有最大正偏差的一行晶粒中的尺寸最大的晶粒与具有最大负偏差的一行晶粒的最小的晶粒进行位置互换，来缩减优化组中的最大绝对偏差；

调整晶粒尺寸；将得到的晶粒尺寸数据组合成的最小定向包围盒的尺寸不等于设定的最小定向包围盒的尺寸，则对晶粒尺寸进行微调以使晶粒尺寸数据组合成的定向包围盒的尺寸等于设定的最小定向包围盒的尺寸；

得到最小定向包围盒的晶粒尺度微结构模型；

对晶粒进行分类，去冗余，得到考虑几何的晶体材料零件微结构模型。

2.如权利要求1所述的晶体材料零件三维晶体塑性有限元建模方法，其特征是，将最小定向包围盒晶粒尺度微结构模型中的晶粒进行分类得到：完全在晶体材料零件几何形状内部的晶粒定义为内部晶粒，完全在晶体材料零件几何形状外部的晶粒定义为外部晶粒，部分在零件几何形状内部的晶粒定义为中间晶粒；去冗余过程就是保留内部晶粒，去除外部晶粒，对于区域间晶粒，去除掉不包含在晶体材料零件几何形状内部的部分。

3.如权利要求1所述的晶体材料零件三维晶体塑性有限元建模方法，其特征是，通过获取的晶粒取向数据分布规律和晶界取向差数据分布规律，迭代地为晶体材料零件模型的三维伪随机晶粒尺度微结构中的每一个晶粒赋予取向；具体包括：

通过晶粒取向数据分布规律和晶界取向差数据分布规律，生成零件几何相关取向分布函数P-ODF和零件几何相关取向差分布函数P-MDF；

基于零件几何相关取向分布函数P-ODF，生成伪随机晶粒取向；

基于零件几何相关取向差分布函数P-MDF，为晶粒伪随机地分配取向；

对数据进行保存。