含三晶交多晶体沿晶断裂数值建模方法研究

利用内聚力模型模拟多晶体的沿晶断裂,建立符合实际情况的有限元模型是一个难点。使用Matlab,Python语言和Abaqus混合编程,提出了一套简单快速生成晶粒尺寸符合对数正态分布的Voronoi几何模型的算法;通过编写代码插入节点单元,实现了在界面之间批量插入了零厚度内聚力单元,首次解决了三个零厚度内聚力单元界面处(三晶交)出现的空穴问题,弥补了内聚力模型缺陷;通过二次开发实现了有限元分析的全部过程的自动化,包括赋予材料属性,材料取向、载荷施加,模型求解等。最后以多晶铝为例,使用该方法模拟了在没有初始损伤下多晶铝的沿晶断裂过程,结果表明使用该方法准确可靠,能真实地反映随机微观晶粒的裂纹萌生与扩展过程。