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COMSOL中梯度Voronoi晶粒結構建模，可精準研究非均勻晶粒對力學、熱傳導及失效的多物理場影響，為高性能梯度材料設計提供理論依據，助力航空航天與電子領域應用，推動微觀-宏觀性能關聯研究。本案例介紹在COMSOL內建立大小尺寸梯度分布的晶粒結構模型。

、變晶粒、非等晶材料的幾何建模等。

OMT限制了擇優方向上枝晶生長速率Vhkl和溫度梯度分量Ghkl的分布。

母材和焊接材料中含有害雜質，特別是硫，硫在鋼中與鐵化合形成硫化亞鐵(FeS)，硫化亞鐵與鐵發生反應形成一種共晶物質，凝固溫度為988℃，遠低于鋼鐵的凝固溫度。所以硫是引起鋼材焊縫金屬中發生凝固裂紋的最主要的元素。另外，鋼材中含碳量較高時，有利于硫在晶界處富集,因而也是促進形成凝固裂紋的原因，所以采用含碳量低的焊接材料有利于防止凝固裂紋的產生。

現在我們將對模型晶狀體的前后部分進行建模。

隨著硫化物氧化，表面的濃度梯度導致固溶體中釋放的硫沿晶界向下擴散，與Cr和Ti元素進一步反應，導致新硫化物沿晶界形成。當應力水平足夠高時，晶界硫化/氧化物開裂，導致晶粒脫落，加速裂紋的萌生和擴展。 Gabb等[70,71]對表面噴丸強化的ME3合金進行了熱腐蝕后的疲勞性能研究。

我國從“十一五”開始，開展了雙性能渦輪盤的研究[8,36]，經過多年的攻關，自主開發出雙組織熱處理工藝裝備，掌握了盤件熱處理過程中的溫度梯度控制技術，并在多種合金和規格的盤件上進行了實驗驗證。

由于增材制造工藝上的特殊性，可以通過不同的鋪粉倉或送絲器生產加工出成分梯度的零件或復合材料，這一設想已經在鎳合金、鈦合金、高熵合金、鐵-鋁合金均嘗試成功。增材制造鎂基復合材料與鎂基梯度材料的成功開發必將更大程度上發揮鎂合金的減重優勢，拓寬鎂合金的應用場景。

一些優勢制造企業建立了包括基于增材制造技術的創新結構（如拓撲優化、晶狀點陣結構、結構功能一體化）設計能力，增材制造成形工藝控制、后處理及質量檢測評價等在內的全流程技術體系。以德國弗勞恩霍夫應用研究促進協會為代表的一批研究機構，持續深化增材制造的工業化生產和智能化技術研究。