为了获得钛合金微结构组织不均匀性对氢扩散以及力学性能的影响，建立多晶体微结构模型，运用Voronoi图剖分原理生成随机晶粒，分析加载载荷、晶粒取向、晶粒大小和材料属性对微结构力学性能和氢扩散的影响。结果表明：载荷对氢扩散有促进作用，对应力集中无影响；晶体取向是微结构应力分布不均的主要原因，晶粒尺寸越大应力集中越严重；相同载荷下，β钛合金比α钛合金的应力集中更明显，且氢容易在β钛合金中富集。
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