COMSOL晶体取向多晶材料Voronoi泰森多边形力学模拟

多晶材料几何模型模型构建采用的CAD Voronoi V2.3版本，可分图层对晶格进行绘制，分别导入有限元软件后实现三种晶体取向的差异性。

将构建好的Voronoi多晶体几何模型文件导入到COMSOL内，构建好晶体结构模型后，进行材料赋值操作，这里采用了三种不同的晶格材料＋一种晶格边界。

这四种材料杨氏模量E的关系为：晶格边界<<蓝色<<黄色<灰色，其中蓝色材料的杨氏模量比黄色小一个数量级，黄色比灰色小一倍，由此来区分不同晶格取向上的力学性能的差异。

对Voronoi晶体模型进行网格划分后，进行简单的单轴压缩模拟，并生成应力分布图。

通过应力图可以看出，应力大的位置主要出现在杨氏模量更大的灰色晶格上，这与一般的力学常识相一致。同时可发现较大的晶格边界应力，这将导致晶格间的劈裂。

同时进行同取向晶体单一材料模拟对比分析，应力图如下：

同材料Voronoi晶体的轴压试验中，不同晶格之间的应力无明显差异性，无晶格取向的晶体力学性能更趋向于各项同性材料，因此多晶结构的差异主要在于晶体取向的不同。