abaqus氫擴散模擬
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
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該相場模型以濃度c作為序參量，將濃度僅視為高度坐標和時間t的函數，下圖為不同時間點該物質的濃度分布，有文獻參考，
夾雜作為氫陷阱的一種，可以通過應變場的相互作用捕獲擴散來的氫原子，影響氫原子在金屬晶格間隙的擴散，從而降低氫原子在材料內的擴散速率[23]。Huang等[22]的研究結果表明，隨著鋼中夾雜物的數量、面積和體積分數的增加，氫的捕集效率也隨之增加，Dapp則減小。也有學者利用數值模擬的方法研究了夾雜對氫擴散行為的影響。Svoboda等[24]通過建立晶格和陷阱中氫總濃度的非線性偏微分方程，得到了不同數量的陷阱及其不同能級的模擬結果，證明了其對氫分布的影響。蔣文春等[25]針對16 MnR鋼在濕H2S環境下出現氫鼓泡及開裂的問題進行了有限元模擬，結果顯示夾雜對氫在材料中的擴散有“陷阱”作用，并且這種作用受到夾雜的形態和數量的影響。任學沖等[26-27]的研究成果表明，夾雜物發揮通道效應和陷阱效應的原因在于氫濃度梯度的影響，且條狀夾雜物的擴散系數和溶解度也會影響氫的擴散。由于真實條件下材料內部夾雜的形位和分布極為復雜，晶界等因素對實驗數據的影響難以量化，數值模擬是研究夾雜對氫擴散行為影響非常有效的方法。雖然前人針對金屬中的夾雜開展了一些模擬研究工作，但忽略了夾雜取向可能與氫擴散方向呈一定的角度，且在研究夾雜數量和形狀的影響時未對夾雜的分布方式和變形方向加以細分。
本文針對高壓純氫系統用鋼材料，建立了含夾雜物的臨氫鋼材料氫擴散模型，分析了不同分布方式、變形方向、取向和尺寸的夾雜物對表觀擴散系數的影響。
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中氫擴散模擬是以質量守恒方程為基礎，即金屬中增加的氫量等于通過表面進入的氫量，該過程可表示為[28]：
該相場模型以濃度c作為序參量，將濃度僅視為高度坐標和時間t的函數，下圖為不同時間點該物質的濃度分布，有文獻參考，
