Damask2.0.3版本是最后一個(gè)和Abaqus有接口的版本，在Damask2.0.3的官網(wǎng)中已經(jīng)進(jìn)行了聲明，目前最新的版本已經(jīng)不支持和Abaqus聯(lián)合使用。但是Damask和abaqus聯(lián)合使用仍然是學(xué)習(xí)晶體塑性有限元方法不錯(cuò)的工具。我曾使用過(guò)Abaqus聯(lián)合damask平臺(tái)，這里我對(duì)使用過(guò)程中個(gè)人的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，希望各位讀者在研究過(guò)程中少一些技術(shù)上的障礙。

1.軟件安裝

    Damask軟件的安裝較為復(fù)雜，我那時(shí)候是在某魚(yú)上找人安裝的，使用的是Ubuntu18.04，Abaqus版本是2018。目前VMware Workstation可以方便的將系統(tǒng)導(dǎo)出為ovf格式，便于安裝，有需要的可以聯(lián)系我。

2.使用介紹

    關(guān)于damask2.0.3聯(lián)合abaqus的入門(mén)使用，我這里直接用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)介紹。首先在Neper中生成一個(gè)1×1×1的三維立方體晶體模型，共200個(gè)晶粒：

	neper -T -n 200 -dim 3 -domain "cube(1,1,1)" -oriformat plain -oridescriptor euler-bunge -o Jiahe1

    如果想輸出晶粒的等效直徑，可以加上-statcell diameq命令，會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)文件存儲(chǔ)所有晶粒的等效直徑。

    然后劃分網(wǎng)格并生成inp文件，共有9261個(gè)單元：

	neper -M Jiahe1.tess -rcl 1.3 -elttype hex -interface continuous -format inp -o abq_input

    關(guān)于網(wǎng)格劃分需要注意，damask2.0.3聯(lián)合abaqus只支持部分單元類(lèi)型（CPE4，CPE8，C3D4，C3D6，C3D8，C3D8R，C3D20，C3D20R），即不支持四邊形單元和四面體單元。Segurado教授曾在自己的著作（Computational Homogenization of Polycrystals）中表示，這樣將導(dǎo)致晶界呈階梯狀表面，不適合于模擬局限于晶界的現(xiàn)象，如晶界滑動(dòng)。

    Damask2.0.3聯(lián)合abaqus運(yùn)行需要3個(gè)必要文件，abaqus_v6.env，*.inp和material.config。abaqus_v6.env用于配置DAMASK與Abaqus聯(lián)合使用時(shí)的環(huán)境設(shè)置文件，一般不需要修改。

    從neper導(dǎo)出inp文件后，需要對(duì)該inp文件進(jìn)行前處理，為每一個(gè)晶粒建立單獨(dú)的材料并輸入材料參數(shù)。這里基于Neper2Abaqus進(jìn)行修改，采用Matlab進(jìn)行前處理。

    本例采用一種Al合金材料，F(xiàn)CC結(jié)構(gòu)，在Matlab命令行中運(yùn)行：

    neper2abq('Al__')

    其中Al是輸入文件的名稱(chēng)。在名稱(chēng)末尾需要包含雙下劃線。運(yùn)行此函數(shù)將生成4個(gè)文件：Al_materials.inp，Al_sections.inp，Al_Microstructure_ElementHomogeneous.config，Al_Texture_Gauss.config。

    將Neper生成的inp文件與本函數(shù)生成的兩個(gè)inp文件放在同一文件夾中。然后打開(kāi)Neper生成的inp文件，在文件末尾進(jìn)行如下修改：

     在*End Part之前添加：

    *Include, Input = Al_sections.inp

     在*End Part之后添加：

    *Include, Input = Al_materials.inp

     此輸入文件即可以導(dǎo)入Abaqus，包含所有材料和截面信息。每一個(gè)晶粒采用一個(gè)材料屬性，每一種材料有兩個(gè)力學(xué)常數(shù)，第一個(gè)力學(xué)常數(shù)代表需要使用的均勻化法則，第二個(gè)力學(xué)常數(shù)代表需要使用的微觀組織。Al_Microstructure_ElementHomogeneous.config和Al_Texture_Gauss.config屬于material.config，material.config主要包含Homogenization，Microstructure，Crystallite，Phase和Texture。Homogenization部分用于選擇所采用的均勻化法則；Crystallite部分用于輸出與所選本構(gòu)關(guān)系無(wú)關(guān)的晶體學(xué)量；Phase部分用于選擇材料的本構(gòu)關(guān)系，包括材料參數(shù)的輸入和與所選本構(gòu)關(guān)系相關(guān)的晶體學(xué)量的輸出；Texture部分用于指定晶粒的取向；Microstructure部分表示材料所采用的微觀組織，主要包括每個(gè)晶粒的crystallite，phase和texture。一般情況下由于晶粒數(shù)目較多，Microstructure部分和Texture部分較長(zhǎng)，為了增強(qiáng)代碼的可讀性，通常將Microstructure部分和Texture部分單獨(dú)生成為兩個(gè)配置文件。這部分內(nèi)容在官網(wǎng)中有詳細(xì)介紹（https://damask2.mpie.de/bin/view/Documentation/MaterialConfig.html），這里不再過(guò)多說(shuō)明。

    至此，我們就準(zhǔn)備好了所需要的abaqus_v6.env，inp文件和material.config，在inp文件中添加邊界條件，這里采用EasyPBC施加了一個(gè)單軸拉伸的位移邊界條件，如下圖所示：

    運(yùn)行作業(yè)時(shí)在終端輸入：

	abaqus job=JiaHe1 user=/home/cpfem/damask-2.0.3/src/DAMASK_abaqus.f interactive

    即可運(yùn)行作業(yè)，可以通過(guò).sta文件查看作業(yè)進(jìn)程。以下是計(jì)算結(jié)果：應(yīng)力云圖（Pa）和力位移曲線，本例的所有計(jì)算文件附在文末。

    對(duì)于本例中所采用的現(xiàn)象學(xué)晶體塑性本構(gòu)關(guān)系，共有114個(gè)狀態(tài)變量，分別如下：

SDV1：HomogenizationCount

SDV2：GrainCount

SDV3：CrystalliteCount

SDV4~7：quaternion（取向四元數(shù)）

SDV8~11：deviation from initial orientation as axis (1-3) and angle in degree (4) in crystal reference coordinates（晶體參考坐標(biāo)系中與初始取向的偏差（以軸（1-3）和角度（4）為單位））

SDV12~20：f，deformation gradient tensor（變形梯度張量）

SDV21~29：fe，elastic deformation gradient tensor（彈性變形梯度張量）

SDV30~38：fp，plastic deformation gradient tensor（塑性變形梯度張量）

SDV39~47：p，first Piola-Kichhoff stress tensor（第一Piola-Kichhoff應(yīng)力張量）

SDV48~56：s，second Piola-Kichhoff stress tensor（第二Piola-Kichhoff應(yīng)力張量）

SDV57-65：lp，plastic velocity gradient tensor（塑性速度梯度張量）

SDV66：ConstitutiveCount

SDV67~78：resistance_slip（滑移系阻力）

SDV79~90：shearrate_slip（滑移系剪切應(yīng)變率）

SDV91~102：resolvedstress_slip（滑移系臨界分切應(yīng)力）

SDV103~114：accumulatedshear_slip（滑移系累積剪應(yīng)變）

3.其他說(shuō)明

（1）在終端輸入

  abq_addUserOutput -m 114 JiaHe1.inp

可以直接修改inp文件的狀態(tài)變量個(gè)數(shù)。

（2）在終端輸入

  abq_addUserOutput --homogenization 1 --crystallite 1 --phase 1 JiaHe1.inp

可將material.config中請(qǐng)求的輸出變量傳輸?shù)紸baqus輸入文件（*.inp），但是需要預(yù)先運(yùn)行作業(yè)，將會(huì)在inp文件中生成正確的狀態(tài)變量數(shù)量并命名。如下圖所示：

（3）可以將Damask編譯成一個(gè)庫(kù)，這樣就不必為每個(gè)作業(yè)編譯子程序。我曾經(jīng)做過(guò)嘗試，但是沒(méi)有成功，詳見(jiàn)官網(wǎng)https://damask2.mpie.de/bin/view/Installation/Abaqus.html

（4）Damask2.0.3聯(lián)合Abaqus最大的問(wèn)題是不支持使用 Abaqus 并行化。DAMASK2.0.3官網(wǎng)聲明可以使用OpenMP進(jìn)行內(nèi)部并行化，通過(guò)環(huán)境變量 $DAMASK_NUM_THREADS 設(shè)置 DAMASK 要使用的線程數(shù)，大家可以試一下。

	export DAMASK_NUM_THREADS=8
	echo $DAMASK_NUM_THREADS

    我曾經(jīng)做過(guò)嘗試，OpenMP內(nèi)部并行對(duì)計(jì)算速度的增加聊勝于無(wú)。

    這里附上計(jì)算文件：