[發明專利]一種金屬材料二維晶粒組織圖的生成方法

在審

• 申請號: 201911002180.6
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN111008453A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 馬振武;曹自洋;殷振
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種金屬材料二維晶粒組織圖的生成方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟一、基于Matlab 軟件生成Voronoi圖形：

以邊長為a的小正方形為基本圖形單元，生成長度為L=N_L×a，寬度為W=N_W×a的大矩形；

設小正方形中心點的坐標為（x,y），在每個小正方形內隨機排布一個種子點，并在對角頂點為（x-,y-）和（x+，y+）的控制圖形內對種子點的位置分布進行干預性控制，其中為控制因子；

取隨機數和，其中（,），將種子點在控制圖形內的坐標表示為：( , y+(2-1))；

按照1-3所述的算法，控制因子在0~15范圍內取不同的值，在長為L、寬為W的區域內生成Voronoi圖形；

步驟二、獲取Voronoi圖形直徑變異系數與控制因子的關系：

提取生成Voronoi圖形的拓撲信息，并以DXF文件格式輸出到autoCAD；

測量Voronoi圖形的平均直徑并計算其標準差；

按如下公式計算Voronoi圖形直徑的變異系數C.V()：

C.V()=

式中：為控制因子條件下的Voronoi圖形的平均直徑，為控制因子條件下Voronoi圖形平均直徑標準差；

步驟三、生成控制因子與Voronoi圖形直徑變異系數的關系圖：

控制因子在0~1范圍內間隔0.1取值，重復步驟一、步驟二的過程，獲取相應的Voronoi圖形直徑變異系數C.V()；

控制因子在1~5范圍內間隔0.5取值，重復步驟一、步驟二的過程，獲取相應的Voronoi圖形直徑變異系數C.V()；

控制因子在6~10范圍內間隔1取值，重復步驟一、步驟二的過程，獲取相應的Voronoi圖形直徑變異系數C.V()；

控制因子在11~15范圍內間隔2取值，重復步驟一、步驟二的過程，獲取相應的Voronoi圖形直徑變異系數C.V()；

在0~15范圍內繪制控制因子與Voronoi圖形直徑變異系數C.V()的關系圖；

步驟四、逆推生成材料Voronoi圖形所需控制因子的取值：

根據材料的金相圖，測量晶粒組織的平均直徑D、標準差和變異系數值C.V()；

依據材料晶粒組織的變異系數值C.V()，從控制因子與Voronoi圖形直徑變異系數C.V()的關系圖中，采用逆推法獲取生成材料Voronoi圖形所需控制因子的取值；

步驟五、生成材料的二維晶粒組織圖：

利用控制因子按步驟一生成Voronoi圖形；

提取Voronoi圖形的拓撲信息，以DXF格式的文件輸出到autoCAD；

依據比例因子（D/a）對生成的Voronoi圖形進行縮放，獲得材料的二維晶粒組織圖。

2.如權利要求1所述的一種金屬材料二維晶粒組織圖的生成方法，其特征在于：所述金屬材料為經過再結晶退火的單相金屬材料。

3.如權利要求1所述的一種金屬材料二維晶粒組織圖的生成方法，其特征在于：所述步驟二的測量Voronoi圖形的平均直徑的方法是截線法或面積法，優選截線法。

4.如權利要求1所述的一種金屬材料二維晶粒組織圖的生成方法，其特征在于：所述步驟四的測量晶粒組織的平均直徑的方法與步驟二所述的測量Voronoi圖形的平均直徑的方法一致。