一种合金力学性能预测方法与流程

本发明属于合金力学性能优化，尤其是涉及一种合金力学性能预测方法。背景技术：1、由于钼等金属具有耐高温、强度硬度高、蒸汽压低、热膨胀系数小、导电导热性好等特点，被广泛应用于宇航、电子、能源等工业领域。然而，由于其属于体心立方晶体结构，独立滑移系较少。纯金属呈现出室温脆性、再结晶脆性、高温易氧化、加工及焊接难度大等缺点，极大程度地限制了其应用。通过合金化可在一定程度上改善此类金属的脆性，在理论计算层面上，有必要对此类金属及其合金的力学性能展开计算，运用分子动力学方法计算此类金属及此类金属合金不同组元状态下的力学性能，可为实验及工程应用上此类金属的设计和开发提供重要的理论支持。技术实现思路1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种合金力学性能预测方法，通过采用分子动力学模拟方法，探索了金属合金力学性能，深入分析拉伸过程中金属合金内部原子结构变化，从而形成有关所有合金(包括bcc结构的mo合金、新型难熔高熵合金hfnbtatizr及fcc结构的含ni合金、高熵合金fenicrcocu等)力学性能的预测和成熟理论，可以批量处理计算任务，极大提升工作效率，并降低数据处理的工作量，可为实验及工程应用上金属合金的设计和开发提供重要的理论支持。2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种合金力学性能预测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：3、步骤一、确定势函数：确定合金的组成金属元素，以及各金属元素之间的势函数；4、步骤二、建立合金晶体模型：建立空间直角坐标系，以待预测合金的晶格单元为基础，在空间直角坐标系的三个方向进行扩展，形成待预测的合金晶体模型；5、步骤三、确定合金晶体模型的拉伸条件：对步骤二中的得到的合金晶体模型，设置拉伸条件；其中，所述拉伸条件包括所述合金晶体模型的拉伸方向、拉伸初始温度、拉伸初始速度、以及拉伸速率；6、步骤四、对合金晶体模型进行应力分析，过程如下：7、步骤401、对所述合金晶体模型进行拉伸试验，并确定单轴拉伸的应变范围，得到所述合金晶体模型的应力值和应变值；8、步骤402、根据步骤401中得到的数据绘制所述合金晶体模型的应力-应变曲线图，分析应力-应变曲线图，得到在拉伸的应变范围内，随着拉力的增大，所述合金晶体模型内出现层错现象，且内部由bcc结构向fcc结构转变，所述合金晶体模型的屈服强度更高。9、上述的一种合金力学性能预测方法，其特征在于：步骤二中，所述晶格单元在空间直角坐标系进行扩展时，x轴、y轴和z轴方向上分别扩展20个、40个和20个晶格单元。10、上述的一种合金力学性能预测方法，其特征在于：步骤三中，确定所述合金晶体模型的拉伸方向时，需要对拉伸方向设置周期性边界条件。11、本发明的有益效果是通过采用分子动力学模拟方法，探索了金属合金力学性能，深入分析拉伸过程中金属合金内部原子结构变化，从而形成有关所有合金(包括bcc结构的mo合金、新型难熔高熵合金hfnbtatizr及fcc结构的含ni合金、高熵合金fenicrcocu等)力学性能的预测和成熟理论，可以批量处理计算任务，极大提升工作效率，并降低数据处理的工作量，可为实验及工程应用上金属合金的设计和开发提供重要的理论支持。12、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。技术特征：1.一种合金力学性能预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的一种合金力学性能预测方法，其特征在于：步骤二中，所述晶格单元在空间直角坐标系进行扩展时，x轴、y轴和z轴方向上分别扩展20个、40个和20个晶格单元。3.根据权利要求1所述的一种合金力学性能预测方法，其特征在于：步骤三中，确定所述合金晶体模型的拉伸方向时，需要对拉伸方向设置周期性边界条件。技术总结本发明公开了一种合金力学性能预测方法，该方法包括：一、确定势函数；二、建立合金晶体模型；三、确定合金晶体模型的拉伸条件；四、对合金晶体模型进行应力分析。本发明通过采用分子动力学模拟方法，探索了金属合金力学性能，深入分析拉伸过程中金属合金内部原子结构变化，从而形成有关所有合金(包括BCC结构的Mo合金、新型难熔高熵合金HfNbTaTiZr及FCC结构的含Ni合金、高熵合金FeNiCrCoCu等)力学性能的预测和成熟理论，可以批量处理计算任务，极大提升工作效率，并降低数据处理的工作量，可为实验及工程应用上金属合金的设计和开发提供重要的理论支持。技术研发人员：张伟伟,孙朔,辛甜,白伟,常恬,张文,梁静,高选乔,李延超,李建峰受保护的技术使用者：西北有色金属研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/16