Celem pracy było opracowanie i weryfikacja, opartego na frontalnych automatach komórkowych modelu rozwoju mikrostruktury podczas procesów przeróbki plastycznej, przystosowanego do modelowania wieloprzepustowego procesu walcowania. Zastosowany w modelowaniu algorytm frontalnych automatów komórkowych, stanowi modyfikację metody automatów komórkowych, pozwalając na zauważalne przyspieszenie obliczeń.
Rozdział pierwszy pracy ma charakter wprowadzający. Rozdział drugi przedstawia podstawowe informacje, obejmujące mechanizmy wpływające na rozwój mikrostruktury podczas odkształcenia na zimno i na gorąco. Zagadnienia te stanowią podstawę tworzenia numerycznych modeli rozwoju mikrostruktury, opartych na różnych metodach modelowania, z których wybrane opisano w rozdziale trzecim. Rozdział czwarty pracy obejmuje przegląd literatury, dotyczący podstaw metody automatów komórkowych oraz jej wykorzystania do modelowania rozwoju mikrostruktury. W rozdziale piątym sformułowano tezę i główny cel pracy. Idea wykorzystanych frontalnych automatów oraz informacje dotyczące stosowanych podczas modelowania warunków brzegowych i pracowanego modelu rekrystalizacji zostały przedstawione w rozdziale szóstym. Rozdział siódmy zawiera opis opracowanego algorytmu kształtowania początkowej mikrostruktury oraz wyniki modelowania: rekrystalizacji statycznej i jej kinetyki, rekrystalizacji dynamicznej i metadynamicznej, walcowania wyrobów płaskich oraz walcowania w wykrojach. Pracę kończy podsumowanie i spis literatury.
Three dimensional model of microstructure evolution during the rolling process based on cellular automata
The purpose of this study was development and verification a numerical model of microstructure evolution during the forming processes, which is adapted for modeling the multipass rolling process. A study was carried out with use of the Frontal Cellular Automata (FCA) method, which is one of modification of cellular automata algorithm. FCA allow for more effective and faster calculations.
The first chapter is a short introduction. The basic information about phenomena, which affecting on microstructure evolution during cold and hot deformation is presented in the second chapter. It presents foundation for the different numerical models of microstructure evolution. Selected numerical methods for microstructure simulation are described in the subsequent chapter. The fourth chapter of the thesis includes a review of cellular automata and their applications for modeling of microstructure evolution. The main thesis and objective of the work is formulated in the fifth chapter. Description of frontal cellular automata algorithm, information about boundary conditions and model of recrystallization are presented in the sixth chapter. The seventh chapter contains a description of algorithm and results of the initial microstructure creation. Then static recrystallization and their kinetics is analyzed by FCA based model. Some modeling results of dynamic and metadynamic recrystallization are presented as well. Finally, multipass flat and shape rolling processes are simulated. Multi-scale system based on FCA and finite element method devoted for computer aided design of multipass rolling schedule is described. Results of simulation are analyzed and they confirm the main thesis of the work. All planned tasks are fulfilled and main goal is achieved. Summary and references complete the thesis.
