[發明專利]一種金屬材料晶界應力的測量方法

在審

• 申請號: 202211233201.7
• 申請日: 2022-10-10
• 公開（公告）號: CN115586202A
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 高一鵬;韋永思;李羿震;杜春風;生云鶴;梁桁楠
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N23/203
• 分類號: G01N23/203
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

1.一種金屬材料晶界應力的測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：建立目標金屬材料待測區域的原始數據集1；

對目標金屬材料待測區域進行EBSD實驗采集所需數據，定義待測區域EBSD圖中數據點個數為N，其中任意數據點信息采用取向參數和位置參數表示；

所述的數據點個數N滿足：10≤N≤10000000且N為整數，

所述的任意數據點信息定義為：取向參數，采用三個歐拉角，為(α_i，β_i，γ_i)，位置參數為(x_i，y_i)，其中i滿足：1≤i≤N且i為整數，

再將待測區域EBSD圖中的數據點信息定義為數據集1，數據集1為：{(x₁，y₁，α₁，β₁，γ₁)，(x₂，y₂，α₂，β₂，γ₂)…(x_N，y_N，α_N，β_N，γ_N)}。

步驟2：對數據集1進行預處理

選取步驟1數據集1任意一點(x_i，y_i)的取向參數(α_i，β_i，γ_i)，由如下公式(1)～(9)計算獲得數據點(x_i，y_i)的向錯密度θⁱ；

其中，定義為點(x_i，y_i)歐拉角α_i對應的矩陣表示，

定義為點(x_i，y_i)歐拉角β_i對應的矩陣表示，

定義為點(x_i，y_i)歐拉角γ_i對應的矩陣表示，

ω_i定義為點(x_i,y_i)的旋轉矢量，

K^ie定義為點(x_i,y_i)的彈性扭曲張量，

∨定義為滿足運算的計算符號，

定義為含有李代數結構的沿x軸方向的求導符號，

定義為含有李代數結構的沿y軸方向的求導符號，

定義為含有李代數結構的沿z軸方向的求導符號，

[]為李括號運算符號；

對數據集1中所有數據點按照公式(1)～(9)進行計算，獲得數據集2，數據集2為：{(x₁,y₁,θ¹)，(x₂,y₂,θ²)…(x_N,y_N,θ^N)}。

步驟3：計算任意一點處晶界應力場

選取步驟2數據集2中任意一點(x_i,y_i)的向錯密度θⁱ，由如下公式(10)～(16)計算獲得點(x_i,y_i)的處晶界應力場σⁱ；

其中，μ為材料剪切模量，

v為材料泊松比，

s為單位面積，定義為待測區域總面積與數據點個數N的比值，

a、b、c為晶界應力作用點在以點(x_i,y_i)為坐標原點建立的三維正交直角坐標系內的坐標；

對數據集2中所有點按照公式(10)～(16)進行計算，獲得數據集3，數據集3為：{(x₁,y₁,σ¹)，(x₂,y₂,σ²)…(x_N,y_N,σ^N)}。

步驟4：計算任意一點處晶界應力；

根據任意一點(x_j,y_j)處晶界應力為待測區域內所有點的晶界應力場在此點處產生的晶界應力之和，其中j滿足：1≤j≤N且j為整數，選取步驟3數據集3中所有點的晶界應力場，由如下公式(17)計算獲得任意一點(x_j,y_j)處的晶界應力δ^j；

其中，σⁱ中a、b、c取點(x_j,y_j)在以晶界應力場產生點(x_i,y_i)為坐標原點建立的三維正交直角坐標系內的坐標；

對數據集3中的所有點按照公式(17)進行計算后，最終獲得數據集4，數據集4為{(x₁,y₁,δ¹)，(x₂,y₂,δ²)…(x_N,y_N,δ^N)}。