基于微观结构的表征体元(RVE)测定

用加权统计体积单元估计多晶材料的响应

Siddiq M. Qidwai, David M. Turner, Stephen R. Niezgoda, Alexis C. Lewis, Andrew B. geltacher, David J. Rowenhorst, Surya R. Kalidindi

材料学报，60,5284-5299,2012;http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2012.06.026

在过去10年左右的时间里，显微结构表征技术和工具的能力的进步，如EBSD、XRD、XCMT、SEM和TEM，使得计算力学研究人员可以考虑在计算模型中直接或统计地利用微观结构。这种愿望引起了一个反复出现的问题，即所考虑的微结构的代表体积元(RVE)的准确定义。普遍的理解是，RVE应该足够大，以统计准确的方式反映微观结构中的所有“显著特征”。在实践中，这是通过迭代增加RVE大小来实现的，直到在所选有效属性的计算值中实现收敛。通常假设所选的RVE提供了微观结构的精确统计描述。然而，微观结构-性能映射是多对一的。也就是说，不同的微结构对于给定的有效性质可以表现出相同的行为。

最近，海军研究实验室和德雷克塞尔大学的研究人员发表了一篇论文，介绍了将多晶材料的rve构建为基于微观结构的统计体积元(sve)加权集的概念，以确保可以预测广泛的材料现象及其相关变化。这与上述传统的基于材料性质收敛的方法形成了对比。这种技术的另一个优点是获得了较小的计算可管理模型(sve)，而不是大型的有时难以处理的rve。

本研究中所使用的SVE方法的开发全部归功于由Surya Kalidindi博士领导的德雷克塞尔大学小组。