Generisk partikelmodell för FEM kopplad till Calphad-metoden för ingående data

Syfte och mål

Syftet med GEPRO har varit att öka vår förmåga att koppla mikrostrukturmodeller med beräkningar på komponent-nivå och på så sätt möjliggöra ICME (integrated computational materials engineering). Målet har varit att skapa rutiner för finita element-program där partikelutskiljningsmodeller integreras för att prediktera mikrostrukturutvecklingen i en komponent som utsätts för en given värmebehandling. Implentering av generiska modeller vars användbarhet demonstrerats genom beräkningar på komponenter av Ni-legeringar har varit i fokus och verifierats experimentellt.

Resultat och förväntade effekter

Arbetet i GEPRE har resulterat i konkreta rutiner för tillvägagångssättet för att koppla generiska mikrostrukturmodeller med FE-modell. Detta inkluderar hur materialdatan som behövs som indata i modellen genereras för att kopplas med FE-beräkningar samtidigt som simuleringstiden är rimlig. Instruktionsmaterial har tagits fram som stöd till den industriella implementeringen av metodiken. Resultaten förväntas ha en positiv effekt på industrins möjligheter att utföra ICME för snabbare utveckling av nya material, värmebehandlingar och lättare komponenter.

Upplägg och genomförande

Projektet delades in i fyra arbetspaket (WP). I WP1 utvärderades tillgängliga termodynamiska och kinetiska materialbesrkivningar för systemen av intresse. En partikelsutskiljningsmodell implementerades även. I WP2 implementerades modellen från WP1 i FE-kod och beräkningar för additivt tillverkade och konventionellt tillverkade prover utfördes. Beräkningarna utvärderades genom jämförelse med experimentella mätresultat som utförded i WP4.