Modelling of structure changes in continuous deformation conditions using cellular automata

The paper is focused on application of multi-scale 2D method. Model approach consists of Cellular Automata (CA) model of microstructure development and the finite element code to solve thermomechanical problem. Dynamic recrystallization phenomenon is taken into account in 2D CA model which takes advantage of explicit representation of microstructure, including individual grains and grain boundaries. Flow stress is the main material parameter in mechanical part of FE and is calculated based on the average dislocation density obtained from CA model. The results attained from the model were validated with the experimental data. In the present study, austenitic steel X3CrNi18-9 was investigated. The examination of microstructure for the initial and final microstructures was carried out, using light microscopy and transmission electron microscopy. Compression forces were recorded during the tests and flow stresses were determined using inverse method.

---

W artykule przedstawiono model wieloskalowy (CAFE), który opisuje zmiany struktury w warunkach ciągłego odkształcenia oraz umożliwia obliczenie krzywych płynięcia. Opracowane rozwiązanie wykorzystuje połączenie modelu automatów komórkowych (CA), zmian mikrostruktury i kodu elementów skończonych rozwiązującego problem termomechaniczny. Do opracowania modelu zmian mikrostruktury wykorzystano dwuwymiarowa siatkę automatów komórkowych. Model zmian naprężenia uplastyczniającego bazuje na średniej gęstości dyslokacji wyznaczonej z siatki CA. Opracowany model zweryfikowano na podstawie wyznaczonych krzywych płynięcia dla stali austenitycznej X3CrNi18-9 i badania struktury z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Naprężenie uplastyczniające zostało obliczone z wykorzystaniem metody inverse na podstawie danych uzyskanych z prób osiowosymetrycznego ściskania.