解析金属材料微观位错密度分布的方法及装置

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112528469A(43)申请公布日2021.03.19(21)申请号202011320318.X(22)申请日2020.11.23(71)申请人北京应用物理与计算数学研究所地址100000北京市海淀区花园路6号(72)发明人卢果　(74)专利代理机构北京广技专利代理事务所(特殊普通合伙)11842代理人崔征(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06K9/62(2006.01)G06F113/00(2020.01)权利要求书3页说明书9页附图1页(54)发明名称解析金属材料微观位错密度分布的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 及装置(57)摘要本发明提供了解析金属材料微观位错密度分布的方法及装置，其基于金属晶体的塑性畸变量，其不仅适用于所有金属晶体材料，并且无需考虑金属晶体材料中是否存在其它微缺陷结构，并且还能够直接解析出金属晶体材料所有原子的位错密度张量，从而有效地避免人为因素或者环境因素影响原子位错密度张量的计算可靠性以及降低原子位错密度张量的计算成本。CN112528469ACN112528469A权　利　要　求　书1/3页1.解析金属材料微观位错密度分布的方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤S1，获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息，并对所述塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于所述金属晶体的最小特征畸变量集合；步骤S2，根据所述最小特征畸变量集合，生成关于所述金属晶体的特征畸变矢量模板；步骤S3，将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与所述特征畸变矢量模板进行比对，并根据所述比对的结果，确定所述目标金属材料对应的原子位错密度张量。2.如权利要求1所述的解析金属材料微观位错密度分布的方法，其特征在于：在所述步骤S1中，获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息，并对所述塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于所述金属晶体的最小特征畸变量集合具体包括：步骤S101，基于完整金属晶体的点阵结构，对其所有几何上能够发生的塑性畸变形态进行全分类，以此获得所述金属晶体中存在的所有塑性畸变信息；步骤S102，从所述所有塑性畸变信息中，确定每一项塑性畸变信息对应的塑性畸变大小和塑性畸变取向；步骤S103，根据所述塑性畸变大小和所述塑性畸变取向，对所述所有塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于所述金属晶体的最小特征畸变量集合。3.如权利要求2所述的解析金属材料微观位错密度分布的方法，其特征在于：在所述步骤S101中，基于完整金属晶体的点阵结构，对其所有几何上能够发生的塑性畸变形态进行全分类，以此获得所述金属晶体中存在的所有塑性畸变信息具体包括：在对所述金属晶体的点阵结构进行对称性分析，找出所有可能的滑移变形方式，即确定所有结构上允许的滑移面和对应的滑移矢量，进而确定所述金属晶体中存在的所有塑性畸变信息。4.如权利要求2所述的解析金属材料微观位错密度分布的方法，其特征在于：在所述步骤S103中，根据所述塑性畸变大小和所述塑性畸变取向，对所述所有塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于所述金属晶体的最小特征畸变量集合具体包括：步骤S1031，确定所述金属晶体的所有塑性变形的滑移面法向和滑移矢量，以此作为所述塑性畸变的大小和方向信息；步骤S1032，对所述所有塑性畸变信息进行分类处理，以此确定完备描述晶体所有塑性变形模式的最小特征畸变量集合。5.如权利要求1所述的解析金属材料微观位错密度分布的方法，其特征在于：在所述步骤S2中，根据所述最小特征畸变量集合，生成关于所述金属晶体的特征畸变矢量模板具体包括：步骤S201，根据所述最小特征畸变量集合，定义如下公式(1)所示的特征畸变矢量模板函数M(xji)：在上述公式(1)中，i和j分别 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示所述金属晶体的原子标号，xji表示从原子j到原子i之间的位移矢量，Rl和Rm表示FCC金属晶体中的两个不同的模板矢量，l和m分别为模板矢量标号、并且l＝1、2、3、…、36，m＝1、2、3、…、36，H()表示Heaviside函数，表示对l＝1、2CN112528469A权　利　要　求　书2/3页2、3、…、36对应的求和运算，∏表示求积运算；步骤S202，根据所述特征畸变矢量模板函数，生成所述金属晶体的特征畸变矢量模板。6.如权利要求1所述的解析金属材料微观位错密度分布的方法，其特征在于：在所述步骤S3中，将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与所述特征畸变矢量模板进行比对，并根据所述比对的结果，确定所述目标金属材料对应的原子位错密度张量具体包括：步骤S301，对所述目标金属材料进行检测，以此获得所述目标金属材料的实际晶格点阵结构信息；步骤S302，从所述实际晶格点阵结构信息中，确定所述目标金属材料的原子i对应的三角形回路集合，再根据所述每个三角形回路，通过与所述特征畸变矢量模板进行比对确定原子i对应的Burgers矢量；步骤S303，根据Burgers公式构建关于所述原子i对应的位错密度目标函数，并根据所述位错密度目标函数，确定所述原子i对应的位错密度张量。7.如权利要求6所述的解析金属材料微观位错密度分布的方法，其特征在于：在所述步骤301中，对所述目标金属材料进行检测，以此获得所述目标金属材料的实际晶格点阵结构信息具体包括：对所述目标金属材料进行电子显微成像检测，以此获得所述目标金属材料对应的金属原子空间分布信息，再根据所述金属原子空间分布信息，获得所述目标金属材料的实际晶格点阵结构信息。8.如权利要求7所述的解析金属材料微观位错密度分布的方法，其特征在于：在所述步骤302中，从所述实际晶格点阵结构信息中，确定所述目标金属材料的原子i对应的三角形回路集合，再根据所述每个三角形回路，通过与所述特征畸变矢量模板进行比对确定原子i对应的Burgers矢量具体包括：步骤S3021，根据所述实际晶格点阵结构信息，从所述目标金属材料的原子i的邻近区域中选择若干邻近原子，并将所述原子i和若干所述邻近原子共同组成所述三角形回路；步骤S3022，对所述三角形区域构建如下面公式(2)所示的Burgers公式：在上述公式(2)中，C表示Burgers回路，∑表示三角形区域，表示三角形区域的边界，∮表示对Burgers回路进行积分运算，up表示塑性位移场，δup表示塑性位移场的微分，α表示位错密度张量，dS表示三角区域内的位错的面积微元，∫∫∑表示对三角区域进行积分运算，b表示Burgers矢量；步骤S3023，对所述公式(2)进行下面公式(3)的求解，从而所述原子i对应的Burgers矢量：在上述公式(3)中，m和n分别表示所述金属晶体的原子标号，xmn表示从原子m到原子n之间的位移矢量，M(xmn)表示位移矢量xmn的特征畸变矢量模板函数，Σkj,i表示原子k、原子j与原子i构成的三角形区域，表示三角形区域Σkj,i的边界，Ckj,i表示边界对应的3CN112528469A权　利　要　求　书3/3页Burgers回路，<>表示求和运算，bkj,i表示三角形区域Σkj,i的Burgers矢量，∮表示对边界pp对应的Burgers回路进行积分运算，u表示塑性位移场，δu表示塑性位移场的微分，αi表示原子i的位错密度张量，dS表示三角区域Σkj,i内的位错的面积微元，∫∫∑kj,i表示对三角区域Σkj,i进行积分运算，Skj,i表示三角区域Σkj,i的面积。9.如权利要求8所述的解析金属材料微观位错密度分布的方法，其特征在于：在所述步骤303中，根据Burgers公式构建关于所述原子i对应的位错密度目标函数，并根据所述位错密度目标函数，确定所述原子i对应的位错密度张量具体包括：步骤S3031，根据上述公式(2)的两种表达形式的等价关系构建，以此构建如下面公式(4)所示关于所述原子i对应的位错密度目标函数Φ(αi)：2Φ(αi)＝<|bkj,i‑Skj,i·αi|>Σ    (4)在上述公式(4)中，αi表示原子i的位错密度张量，bkj,i表示三角形区域Σkj,i的Burgers矢量，Skj,i表示三角区域Σkj,i的面积，| |表示取绝对值运算，<>∑表示对三角形区域Σkj,i2内的所有|bkj,i‑Skj,i·αi|进行求和运算；步骤S3032，对所述公式(4)进行如下过程的最小二乘法处理，从而确定所述原子i对应的位错密度张量：对所述公式(4)进行求偏导，并且令求偏导后的公式等于0，即对所述公式(5)进行变换，从而得到下面公式(6)Σ·αi＝Σ    (6)对所述公式(6)的等号两边部分进行求逆运算，从而得到所述原子i对应的位错密度张量αi‑1αi＝(Σ)·Σ    (7)。10.解析金属材料微观位错密度分布的装置，其特征在于，其包括金属晶体塑性畸变确定模块、塑性畸变信息处理模块、特征畸变矢量模板确定模块和原子位错密度张量确定模块；其中，所述金属晶体塑性畸变确定模块用于获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息；所述塑性畸变信息处理模块用于对所述塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于所述金属晶体的最小特征畸变量集合；所述特征畸变矢量模板确定模块用于根据所述最小特征畸变量集合，生成关于所述金属晶体的特征畸变矢量模板；所述原子位错密度张量确定模块用于将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与所述特征畸变矢量模板进行比对，并根据所述比对的结果，确定所述目标金属材料对应的原子位错密度张量。4CN112528469A说　明　书1/9页解析金属材料微观位错密度分布的方法及装置技术领域[0001]本发明涉及金属材料微观结构分析的技术领域，特别涉及解析金属材料微观位错密度分布的方法及装置。背景技术[0002]金属中位错性质的合理描述和精确表征是构建基于金属塑性变形机理的本构模型的基本前提。传统本构模型采用的位错密度仅简单描述了位错线的长度，不能有效表征位错在金属内部造成的晶格畸变。晶体中Burgers矢量通过Burgers回路方法定义，晶格结构本身限定了Burgers矢量的类型。连续介质力学中Burgers矢量是非协调平移变形的表征量，理论上可以是任意大小和取向，非协调变形理论指出完整表征位错特性的物理量是位错密度张量。当前有许多方法首先采用微缺陷识别算法有效区分出位错原子并计算相应位错段的Burgers矢量，然后通过位错段和Burgers矢量做并矢构造位错密度分布，但是这类方法得到的并非理论上要求的原子位错密度。发明内容[0003]针对现有技术存在的缺陷，本发明提供解析金属材料微观位错密度分布的方法及装置，其通过获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息，并对该塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于该金属晶体的最小特征畸变量集合，并根据该最小特征畸变量集合，生成关于该金属晶体的特征畸变矢量模板，再将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与该特征畸变矢量模板进行比对，并根据该比对的结果，确定该目标金属材料对应的原子位错密度张量；可见，该解析金属材料微观位错密度分布的方法及装置基于金属晶体的塑性畸变量，其不仅适用于所有金属晶体材料，并且无需考虑金属晶体材料中是否存在微缺陷结构，并且还能够直接解析出金属晶体材料所有原子的位错密度张量，从而有效地避免人为因素或者环境因素影响原子位错密度张量的计算可靠性以及降低原子位错密度张量的计算成本。[0004]本发明提供解析金属材料微观位错密度分布的方法，其特征在于，其包括如下步骤：[0005]步骤S1，获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息，并对所述塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于所述金属晶体的最小特征畸变量集合；[0006]步骤S2，根据所述最小特征畸变量集合，生成关于所述金属晶体的特征畸变矢量模板；[0007]步骤S3，将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与所述特征畸变矢量模板进行比对，并根据所述比对的结果，确定所述目标金属材料对应的原子位错密度张量；[0008]进一步，在所述步骤S1中，获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息，并对所述塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于所述金属晶体的最小特征畸变量集合具体包括：5CN112528469A说　明　书2/9页[0009]步骤S101，基于完整金属晶体的点阵结构，对其所有几何上能够发生的塑性畸变形态进行全分类，以此获得所述金属晶体中存在的所有塑性畸变信息；[0010]步骤S102，从所述所有塑性畸变信息中，确定每一项塑性畸变信息对应的塑性畸变大小和塑性畸变取向；[0011]步骤S103，根据所述塑性畸变大小和所述塑性畸变取向，对所述所有塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于所述金属晶体的最小特征畸变量集合；[0012]进一步，在所述步骤S101中，基于完整金属晶体的点阵结构，对其所有几何上能够发生的塑性畸变形态进行全分类，以此获得所述金属晶体中存在的所有塑性畸变信息具体包括：[0013]在对所述金属晶体的点阵结构进行对称性分析，找出所有可能的滑移变形方式，即确定所有结构上允许的滑移面和对应的滑移矢量，进而确定所述金属晶体中存在的所有塑性畸变信息；[0014]进一步，在所述步骤S103中，根据所述塑性畸变大小和所述塑性畸变取向，对所述所有塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于所述金属晶体的最小特征畸变量集合具体包括：[0015]步骤S1031，确定所述金属晶体的所有塑性变形的滑移面法向和滑移矢量，以此作为所述塑性畸变的大小和方向信息；[0016]步骤S1032，对所述所有塑性畸变信息进行分类处理，以此确定完备描述晶体所有塑性变形模式的最小特征畸变量集合；[0017]进一步，在所述步骤S2中，根据所述最小特征畸变量集合，生成关于所述金属晶体的特征畸变矢量模板具体包括：[0018]步骤S201，根据所述最小特征畸变量集合，定义如下公式(1)所示的特征畸变矢量模板函数M(xji)：[0019][0020]在上述公式(1)中，i和j分别表示所述金属晶体的原子标号，xji表示从原子j到原子i之间的位移矢量，Rl和Rm表示FCC金属晶体中的两个不同的模板矢量，l和m分别为模板矢量标号、并且l＝1、2、3、…、36，m＝1、2、3、…、36，H()表示Heaviside函数，表示对l＝1、2、3、…、36对应的求和运算，∏表示求积运算；[0021]步骤S202，根据所述特征畸变矢量模板函数，生成所述金属晶体的特征畸变矢量模板；[0022]进一步，在所述步骤S3中，将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与所述特征畸变矢量模板进行比对，并根据所述比对的结果，确定所述目标金属材料对应的原子位错密度张量具体包括：[0023]步骤S301，对所述目标金属材料进行检测，以此获得所述目标金属材料的实际晶格点阵结构信息；[0024]步骤S302，从所述实际晶格点阵结构信息中，确定所述目标金属材料的原子i对应的三角形回路集合，再根据所述每个三角形回路，通过与所述特征畸变矢量模板进行比对确定原子i对应的Burgers矢量；6CN112528469A说　明　书3/9页[0025]步骤S303，根据Burgers公式构建关于所述原子i对应的位错密度目标函数，并根据所述位错密度目标函数，确定所述原子i对应的位错密度张量；[0026]进一步，在所述步骤301中，对所述目标金属材料进行检测，以此获得所述目标金属材料的实际晶格点阵结构信息具体包括：[0027]对所述目标金属材料进行电子显微成像检测，以此获得所述目标金属材料对应的金属原子空间分布信息，再根据所述金属原子空间分布信息，获得所述目标金属材料的实际晶格点阵结构信息；[0028]进一步，在所述步骤302中，从所述实际晶格点阵结构信息中，确定所述目标金属材料的原子i对应的三角形回路集合，再根据所述每个三角形回路，通过与所述特征畸变矢量模板进行比对确定原子i对应的Burgers矢量具体包括：[0029]步骤S3021，根据所述实际晶格点阵结构信息，从所述目标金属材料的原子i的邻近区域中选择若干邻近原子，并将所述原子i和若干所述邻近原子共同组成所述三角形回路；[0030]步骤S3022，对所述三角形区域构建如下面公式(2)所示的Burgers公式：[0031][0032]在上述公式(2)中，C表示Burgers回路，∑表示三角形区域，表示三角形区域的边界，∮表示对Burgers回路进行积分运算，up表示塑性位移场，δup表示塑性位移场的微分，α表示位错密度张量，dS表示三角区域内的位错的面积微元，∫∫∑表示对三角区域进行积分运算，b表示Burgers矢量；[0033]步骤S3023，对所述公式(2)进行下面公式(3)的求解，从而所述原子i对应的Burgers矢量：[0034][0035]在上述公式(3)中，m和n分别表示所述金属晶体的原子标号，xmn表示从原子m到原子n之间的位移矢量，M(xmn)表示位移矢量xmn的特征畸变矢量模板函数，Σkj,i表示原子k、原子j与原子i构成的三角形区域，表示三角形区域Σkj,i的边界，Ckj,i表示边界对应的Burgers回路，<>表示求和运算，bkj,i表示三角形区域Σkj,i的Burgers矢量，∮表示对边界pp对应的Burgers回路进行积分运算，u表示塑性位移场，δu表示塑性位移场的微分，αi表示原子i的位错密度张量，dS表示三角区域Σkj,i内的位错的面积微元，∫∫∑kj,i表示对三角区域Σkj,i进行积分运算，Skj,i表示三角区域Σkj,i的面积；[0036]进一步，在所述步骤303中，根据Burgers公式构建关于所述原子i对应的位错密度目标函数，并根据所述位错密度目标函数，确定所述原子i对应的位错密度张量具体包括：[0037]步骤S3031，根据上述公式(2)的两种表达形式的等价关系构建，以此构建如下面公式(4)所示关于所述原子i对应的位错密度目标函数Φ(αi)：[0038]2Φ(αi)＝<|bkj,i‑Skj,i·αi|>Σ  (4)[0039]在上述公式(4)中，αi表示原子i的位错密度张量，bkj,i表示三角形区域Σkj,i的Burgers矢量，Skj,i表示三角区域Σkj,i的面积，||表示取绝对值运算，<>∑表示对三角形区域2Σkj,i内的所有|bkj,i‑Skj,i·αi|进行求和运算；7CN112528469A说　明　书4/9页[0040]步骤S3032，对所述公式(4)进行如下过程的最小二乘法处理，从而确定所述原子i对应的位错密度张量：[0041]对所述公式(4)进行求偏导，并且令求偏导后的公式等于0，即[0042][0043]对所述公式(5)进行变换，从而得到下面公式(6)[0044]Σ·αi＝Σ  (6)[0045]对所述公式(6)的等号两边部分进行求逆运算，从而得到所述原子i对应的位错密度张量αi[0046]‑1αi＝(Σ)·Σ  (7)。[0047]本发明还提供解析金属材料微观位错密度分布的装置，其特征在于，其包括金属晶体塑性畸变确定模块、塑性畸变信息处理模块、特征畸变矢量模板确定模块和原子位错密度张量确定模块；其中，[0048]所述金属晶体塑性畸变确定模块用于获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息；[0049]所述塑性畸变信息处理模块用于对所述塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于所述金属晶体的最小特征畸变量集合；[0050]所述特征畸变矢量模板确定模块用于根据所述最小特征畸变量集合，生成关于所述金属晶体的特征畸变矢量模板；[0051]所述原子位错密度张量确定模块用于将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与所述特征畸变矢量模板进行比对，并根据所述比对的结果，确定所述目标金属材料对应的原子位错密度张量。[0052]相比于现有技术，该解析金属材料微观位错密度分布的方法及装置通过获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息，并对该塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于该金属晶体的最小特征畸变量集合，并根据该最小特征畸变量集合，生成关于该金属晶体的特征畸变矢量模板，再将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与该特征畸变矢量模板进行比对，并根据该比对的结果，确定该目标金属材料对应的原子位错密度张量；可见，该解析金属材料微观位错密度分布的方法及装置基于金属晶体的塑性畸变量，其不仅适用于所有金属晶体材料，并且无需考虑金属晶体材料中是否存在微缺陷结构，并且还能够直接解析出金属晶体材料所有原子的位错密度张量，从而有效地避免人为因素或者环境因素影响原子位错密度张量的计算可靠性以及降低原子位错密度张量的计算成本。[0053]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。[0054]下面通过附图和实施例，对本发明的技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 做进一步的详细描述。附图说明[0055]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以8CN112528469A说　明　书5/9页根据这些附图获得其他的附图。[0056]图1为本发明提供的解析金属材料微观位错密度分布的方法的 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 示意图。[0057]图2为本发明提供的解析金属材料微观位错密度分布的装置的结构示意图。具体实施方式[0058]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0059]参阅图1，为本发明实施例提供的解析金属材料微观位错密度分布的方法的流程示意图。该解析金属材料微观位错密度分布的方法包括如下步骤：[0060]步骤S1，获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息，并对该塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于该金属晶体的最小特征畸变量集合；[0061]步骤S2，根据该最小特征畸变量集合，生成关于该金属晶体的特征畸变矢量模板；[0062]步骤S3，将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与该特征畸变矢量模板进行比对，并根据该比对的结果，确定该目标金属材料对应的原子位错密度张量。[0063]上述技术方案的有益效果为：该解析金属材料微观位错密度分布的方法基于金属晶体的塑性畸变量，其不仅适用于所有金属晶体材料，并且无需考虑金属晶体材料中是否存在微缺陷结构，并且还能够直接解析出金属晶体材料所有原子的位错密度张量，从而有效地避免人为因素或者环境因素影响原子位错密度张量的计算可靠性以及降低原子位错密度张量的计算成本。[0064]优选地，在该步骤S1中，获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息，并对该塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于该金属晶体的最小特征畸变量集合具体包括：[0065]步骤S101，基于完整金属晶体的点阵结构，对其所有几何上能够发生的塑性畸变形态进行全分类，以此获得该金属晶体中存在的所有塑性畸变信息；[0066]步骤S102，从该所有塑性畸变信息中，确定每一项塑性畸变信息对应的塑性畸变大小和塑性畸变取向；[0067]步骤S103，根据该塑性畸变大小和该塑性畸变取向，对该所有塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于该金属晶体的最小特征畸变量集合。[0068]上述技术方案的有益效果为：上述过程以金属晶体作为参照 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，其通过对金属晶体施加作用力，能够确定金属晶体在该作用力下，其可能发生的全部塑性畸变情况，而对获得的塑性畸变信息进行分类处理，能够有效对该金属晶体可能发生的塑性畸变进行甄别，从而构造可靠的最小特征畸变量集合。[0069]优选地，在该步骤S101中，基于完整金属晶体的点阵结构，对其所有几何上能够发生的塑性畸变形态进行全分类，以此获得该金属晶体中存在的所有塑性畸变信息具体包括：[0070]在对该金属晶体的点阵结构进行对称性分析，找出所有可能的滑移变形方式，即确定所有结构上允许的滑移面和对应的滑移矢量，进而确定该金属晶体中存在的所有塑性畸变信息。9CN112528469A说　明　书6/9页[0071]上述技术方案的有益效果为：通过对该金属晶体连续施加不同大小和/或不同方向的作用力，目的是最大限度地还原该金属晶体在实际情况中可能受到的作用力情况，从而全面地和精确地确定金属晶体可能存在的所有塑性畸变信息。[0072]优选地，在该步骤S103中，根据该塑性畸变大小和该塑性畸变取向，对该所有塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于该金属晶体的最小特征畸变量集合具体包括：[0073]步骤S1031，确定该金属晶体的所有塑性变形的滑移面法向和滑移矢量，以此作为该塑性畸变的大小和方向信息；[0074]步骤S1032，对该所有塑性畸变信息进行分类处理，以此确定完备描述晶体所有塑性变形模式的最小特征畸变量集合。[0075]上述技术方案的有益效果为：由于金属晶体具有以晶胞为单元的周期排列结构，通过以金属晶体的最小滑移对称性结构作为塑性畸变确定单元，能够对在对确定单元进行塑性畸变分析的情况，实现对金属晶体的整体塑性畸变分析，从而大大地减少塑性畸变信息获取与分类的计算量。[0076]优选地，在该步骤S2中，根据该最小特征畸变量集合，生成关于该金属晶体的特征畸变矢量模板具体包括：[0077]步骤S201，根据该最小特征畸变量集合，定义如下公式(1)所示的特征畸变矢量模板函数M(xji)：[0078][0079]在上述公式(1)中，i和j分别表示该金属晶体的原子标号，xji表示从原子j到原子i之间的位移矢量，Rl和Rm表示FCC金属晶体中的两个不同的模板矢量，l和m分别为模板矢量标号、并且l＝1、2、3、…、36，m＝1、2、3、…、36，H()表示Heaviside函数，表示对l＝1、2、3、…、36对应的求和运算，∏表示求积运算；[0080]步骤S202，根据该特征畸变矢量模板函数，生成该金属晶体的特征畸变矢量模板。[0081]上述技术方案的有益效果为：通过构建上述公式(1)的特征畸变矢量模板函数，能够对金属晶体的塑性畸变进行定量化的表征，从而提高该特征畸变矢量模板的确定精确性。[0082]优选地，在该步骤S3中，将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与该特征畸变矢量模板进行比对，并根据该比对的结果，确定该目标金属材料对应的原子位错密度张量具体包括：[0083]步骤S301，对该目标金属材料进行检测，以此获得该目标金属材料的实际晶格点阵结构信息；[0084]步骤S302，从该实际晶格点阵结构信息中，确定该目标金属材料的原子i对应的三角形回路集合，再根据该每个三角形回路，通过与该特征畸变矢量模板进行比对确定原子i对应的Burgers矢量；[0085]步骤S303，根据Burgers公式构建关于该原子i对应的位错密度目标函数，并根据该位错密度目标函数，确定该原子i对应的位错密度张量。[0086]上述技术方案的有益效果为：由于目标金属材料的实际晶格点阵结构信息反映目标金属材料的所有原子排布信息，通过对以原子i相关的三角形区域进行Burgers矢量的确10CN112528469A说　明　书7/9页定和将该Burgers矢量与特征畸变矢量模板进行比对，能够定量地确定该Burgers矢量的实际偏差，从而便于后续有针对性地确定原子i对应的位错密度张量。[0087]优选地，在该步骤301中，对该目标金属材料进行检测，以此获得该目标金属材料的实际晶格点阵结构信息具体包括：[0088]对该目标金属材料进行电子显微成像检测，以此获得该目标金属材料对应的金属原子空间分布信息，再根据该金属原子空间分布信息，获得该目标金属材料的实际晶格点阵结构信息。[0089]上述技术方案的有益效果为：通过对该目标金属材料进行电子显微成像检测，能够快速地和准确地获得该目标金属材料的电子显微图像，并且在实际操作中，可以指定该电子显微成像检测的成像时间步长，以便于对该目标金属材料的所有区域进行成像和输出该目标金属材料的所有金属原子空间位置信息，从而改善获得该目标金属材料的实际晶格点阵结构信息的可靠性。[0090]优选地，在该步骤302中，从该实际晶格点阵结构信息中，确定该目标金属材料的原子i对应的三角形回路集合，再根据该每个三角形回路，通过与该特征畸变矢量模板进行比对确定原子i对应的Burgers矢量具体包括：[0091]步骤S3021，根据该实际晶格点阵结构信息，从该目标金属材料的原子i的邻近区域中选择若干邻近原子，并将该原子i和若干该邻近原子共同组成该三角形回路；[0092]步骤S3022，对该三角形区域构建如下面公式(2)所示的Burgers公式：[0093][0094]在上述公式(2)中，C表示Burgers回路，∑表示三角形区域，表示三角形区域的边界，∮表示对Burgers回路进行积分运算，up表示塑性位移场，δup表示塑性位移场的微分，α表示位错密度张量，dS表示三角区域内的位错的面积微元，∫∫∑表示对三角区域进行积分运算，b表示Burgers矢量；[0095]步骤S3023，对该公式(2)进行下面公式(3)的求解，从而该原子i对应的Burgers矢量：[0096][0097]在上述公式(3)中，m和n分别表示该金属晶体的原子标号，xmn表示从原子m到原子n之间的位移矢量，M(xmn)表示位移矢量xmn的特征畸变矢量模板函数，Σkj,i表示原子k、原子j与原子i构成的三角形区域，表示三角形区域Σkj,i的边界，Ckj,i表示边界对应的Burgers回路，<>表示求和运算，bkj,i表示三角形区域Σkj,i的Burgers矢量，∮表示对边界pp对应的Burgers回路进行积分运算，u表示塑性位移场，δu表示塑性位移场的微分，αi表示原子i的位错密度张量，dS表示三角区域Σkj,i内的位错的面积微元，∫∫∑kj,i表示对三角区域Σkj,i进行积分运算，Skj,i表示三角区域Σkj,i的面积。[0098]上述技术方案的有益效果为：通过上述公式(2)对应的Burgers公式和上述公式(3)进行Burgers矢量的求解，能够保证求解得到的Burgers矢量与真实的Burgers矢量最大限度地匹配，从而提高该Burgers矢量的计算准确性。[0099]优选地，在该步骤303中，根据Burgers公式构建关于该原子i对应的位错密度目标11CN112528469A说　明　书8/9页函数，并根据该位错密度目标函数，确定该原子i对应的位错密度张量具体包括：[0100]步骤S3031，根据上述公式(2)的两种表达形式的等价关系构建，以此构建如下面公式(4)所示关于该原子i对应的位错密度目标函数Φ(αi)：[0101]2Φ(αi)＝<|bkj,i‑Skj,i·αi|>Σ  (4)[0102]在上述公式(4)中，αi表示原子i的位错密度张量，bkj,i表示三角形区域Σkj,i的Burgers矢量，Skj,i表示三角区域Σkj,i的面积，||表示取绝对值运算，<>∑表示对三角形区域2Σkj,i内的所有|bkj,i‑Skj,i·αi|进行求和运算；[0103]步骤S3032，对该公式(4)进行如下过程的最小二乘法处理，从而确定该原子i对应的位错密度张量：[0104]对该公式(4)进行求偏导，并且令求偏导后的公式等于0，即[0105][0106]对该公式(5)进行变换，从而得到下面公式(6)[0107]Σ·αi＝Σ  (6)[0108]对该公式(6)的等号两边部分进行求逆运算，从而得到该原子i对应的位错密度张量αi[0109]‑1αi＝(Σ)·Σ  (7)。[0110]上述技术方案的有益效果为：通过最小二乘法对上述公式(4)进行处理，能够以最少的计算量确定该原子i对应的位错密度张量，并且还能够降低位错密度张量的计算误差。[0111]参阅图2，为本发明实施例提供的解析金属材料微观位错密度分布的装置的结构示意图。该解析金属材料微观位错密度分布的装置包括金属晶体塑性畸变确定模块、塑性畸变信息处理模块、特征畸变矢量模板确定模块和原子位错密度张量确定模块；其中，[0112]该金属晶体塑性畸变确定模块用于获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息；[0113]该塑性畸变信息处理模块用于对该塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于该金属晶体的最小特征畸变量集合；[0114]该特征畸变矢量模板确定模块用于根据该最小特征畸变量集合，生成关于该金属晶体的特征畸变矢量模板；[0115]该原子位错密度张量确定模块用于将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与该特征畸变矢量模板进行比对，并根据该比对的结果，确定该目标金属材料对应的原子位错密度张量。[0116]在实际应用中，该解析金属材料微观位错密度分布的装置在运行过程中预先获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息以及构造得到关于该金属晶体的最小特征畸变量集合，再将作为原始数据的实际晶格点阵结构信息与该该特征畸变矢量模板进行比对，即可自动的确定原子位错密度张量，其能够有效地避免人为因素或者环境因素影响原子位错密度张量的计算可靠性以及降低原子位错密度张量的计算成本。[0117]从上述实施例的内容可知，该解析金属材料微观位错密度分布的方法及装置通过获取金属晶体中存在的所有塑性畸变信息，并对该塑性畸变信息进行分类处理，从而构造得到关于该金属晶体的最小特征畸变量集合，并根据该最小特征畸变量集合，生成关于该金属晶体的特征畸变矢量模板，再将目标金属材料的实际晶格点阵结构信息与该特征畸变12CN112528469A说　明　书9/9页矢量模板进行比对，并根据该比对的结果，确定该目标金属材料对应的原子位错密度张量；可见，该解析金属材料微观位错密度分布的方法及装置基于金属晶体的塑性畸变量，其不仅适用于所有金属晶体材料，并且无需考虑金属晶体材料中是否存在微缺陷结构，并且还能够直接解析出金属晶体材料所有原子的位错密度张量，从而有效地避免人为因素或者环境因素影响原子位错密度张量的计算可靠性以及降低原子位错密度张量的计算成本。[0118]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。13CN112528469A说　明　书　附　图1/1页图1图214