Homtools
關(guān)注創(chuàng)建者：ABAQUS在線 創(chuàng)建時(shí)間：2020-02-21
Homtools的實(shí)例教程
homtools0.9.zip
Abaqus 插件 Homtools 安裝步驟
打開插件主頁(yè)：http://homtools.lma.cnrs-mrs.fr/spip/
進(jìn)入下載頁(yè)面下載之后，解壓文件。
用代碼查看軟件/記事本打開abaqus_v6.env，
abaqus_v6.env文件路徑***\Dassault Systemes\SimulationServices\V6R2016x\win_b64\SMA\site\abaqus_v6.env
復(fù)制 Homtools 解壓后的文件夾路徑，例如："D:\SIMULIA\plugin\homtools0.9"
3.將 plugin_central_dir = "/path/to/homtools/dir" 這句代碼，加到abaqus_v6.env文件的首行，
并將等號(hào)后面的目錄替換為 Homtools 文件夾的目錄。例如：
plugin_central_dir = "/path/to/homtools/dir"
目錄替換成
plugin_central_dir = "D:\SIMULIA\plugin\homtools0.9"
Homtools RVE generation 功能使用步驟
打開CAE→在 Part 模塊下→點(diǎn)擊主菜單 Plug-ins → Homtools → Voronoi cells
2.插件界面
3.生成晶格
4.晶界示意圖
5.相同參數(shù)的情況下，再生成一個(gè)，可以看到生成的晶格是隨機(jī)的。
展開 ? 基于huang程序和Homtools插件實(shí)現(xiàn)考慮晶界的晶體塑性建模
案例說(shuō)明
1，通過(guò)Homtools生成包含晶界和200個(gè)晶粒的晶體模型
2，根據(jù)材料腳本批量給每個(gè)晶粒分配不同的材料屬性，對(duì)于晶界采用兩種方式建模（a. 晶體塑性。b.普通彈塑性模型）
3，在X方向施加20%的工程應(yīng)變
4， 后處理顯示晶界和晶粒的應(yīng)力應(yīng)變情況
圖一，插件示意圖
圖二，包含晶界的模型
圖三，網(wǎng)格劃分示意圖
圖四，累計(jì)剪切應(yīng)變分布（a晶界）
圖五，模型對(duì)應(yīng)邊界條件（a晶界）
圖六，滑移系的臨界分剪切應(yīng)力分布（a晶界）
圖七，晶界應(yīng)力分布（a晶界）
圖八，累計(jì)剪切應(yīng)變分布（b晶界）
圖九，等效應(yīng)力分布（b晶界）
圖十，晶界處等效塑性應(yīng)變（b晶界）
圖十一，晶界處等效應(yīng)力分布（b晶界）
展開 而建立晶界模型則采用的思路來(lái)源于現(xiàn)有開源python代碼Homtools（http://homtools.lma.cnrs-mrs.fr/spip/）。
借助于Neper所生成的.geo文件包含的點(diǎn)、線、面集合信息，將點(diǎn)、線、面等信息分別存儲(chǔ)于對(duì)應(yīng)的數(shù)組內(nèi)，隨后可以通過(guò)python控制ABAQUS的Partition Face功能，繪制初始的Voronoi圖，如圖1（a）所示。隨后借助Homtools的思路，可以生成如圖1（b）（c）所示的含晶界的多晶組織模型。
圖1 (a)不含具有一定厚度晶界的多晶模型; (b)晶界厚度為1μm的多晶組織模型; (c)晶界厚度為1.5μm的多晶組織模型
具體建模思路如圖2所示(以線段AB、BC為例，其余線段計(jì)算方式相同):
1) 首先計(jì)算線段AB及BC的中點(diǎn)P和Q的坐標(biāo)，并計(jì)算AB及BC的單位向量；
2) 計(jì)算向量vectAB及vectBC的斜率k1和k2;
3) 根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)及單位向量可以獲得到AB及BC邊距離為d的點(diǎn)P'和Q';
4) 根據(jù)k1，k2，P'及Q'可以求得兩個(gè)虛線的交點(diǎn)M坐標(biāo)，這個(gè)M點(diǎn)即為距離AB及BC都是d的偏離點(diǎn);
5) 以此類推，求得所有晶粒內(nèi)部的各偏離點(diǎn)，通過(guò)python控制Partition Face功能，即可在每個(gè)晶粒內(nèi)部生成一個(gè)偏離的相似晶粒，結(jié)果如圖1(b)(c)所示。
圖2 晶界生成過(guò)程示意圖
通過(guò)控制Partition Face過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶界區(qū)域的分割，如圖3所示。圖3(a)所示為每個(gè)晶粒的晶界為一個(gè)整體，與其余晶粒的晶界互不干涉；而圖3(b)所示為每個(gè)晶粒的晶界被分為若干段，每一段可根據(jù)共享它的兩個(gè)晶粒取向差來(lái)確定特征。
展開 <p> 已有大佬做了基于cohesive+泰森多邊形(Voronoi)插件模擬晶粒之間的晶界開裂的視頻，這個(gè)視頻中晶粒模型主要是通過(guò)homtools插件建立的，cohesive單元的建立是通過(guò)Cohesive_generator_2D3D插件實(shí)現(xiàn)的。附上視頻鏈接：</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-link" data-title="基于cohesive+泰森多邊形(Voronoi)插件模擬晶粒之間的晶界開裂--Abaqus平臺(tái)" data-link="https://www.bilibili.com/video/BV1LV411y7CL/?share_source=copy_web&vd_source=ee5e911cda47c9e62824b381dae143c2" data-regular="true">
<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1LV411y7CL/?share_source=copy_web&vd_source=ee5e911cda47c9e62824b381dae143c2" target="_blank" class="figure-link-a" rel="nofollow">基于cohesive+泰森多邊形(Voronoi)插件模擬晶粒之間的晶界開裂--Abaqus平臺(tái)</a>
</figure>
</div><p><br></p><p> 在Neper中建立晶粒模型劃分網(wǎng)格時(shí)也可以批量插入0厚度cohesive單元，我之前進(jìn)行了嘗試，這里給出一個(gè)示例。
展開 下面給出使用Python二次開發(fā)編程建立的三維voronoi晶粒模型:</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201808/6e77e1db7cc8433c971212874b0c35d5.jpg" alt="4.jpg" height="384" width="411"></p><p><br></p><p>2 使用插件建立voronoi模型:</p><p>當(dāng)然，對(duì)于二維和三維模型目前還有一些公開的插件和收費(fèi)的插件可用，公開的插件用于二維voronoi模型建立的有homtool插件，對(duì)于三維voronoi模型建立的有應(yīng)用于linux系統(tǒng)上的neper軟件，這需要具備一定的linux基礎(chǔ)，另外需要詳細(xì)研究neper的使用。</p><p>3 voronoi晶粒開裂的仿真</p><p> a 通過(guò)在實(shí)體單元間批量插入cohesive 單元法</p><p>晶粒的沿晶斷裂比較好實(shí)現(xiàn)，在高版本的ABAQUS軟件中（ABAQUS2016以上版本），可以輕松實(shí)現(xiàn)在晶粒界面批量插入cohesive單元，從而模擬晶界開裂，當(dāng)然，這個(gè)批量插入也可以通過(guò)自編程或相關(guān)插件實(shí)現(xiàn)。</p><p>晶體內(nèi)穿晶開裂和沿晶開裂同時(shí)發(fā)生時(shí)，這就必須通過(guò)自編程或插件實(shí)現(xiàn)，目前個(gè)人已經(jīng)可以做到，分別為晶粒內(nèi)和晶界的cohesive單元設(shè)置不同的損傷屬性即可。</p><p> b 是借助于ABAQUS中自帶的損傷笨狗，例如金屬的延性損傷，剪切損傷等等來(lái)通過(guò)單元?jiǎng)h除的方法實(shí)現(xiàn)晶粒內(nèi)裂紋擴(kuò)展的模擬。
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<p> 已有大佬做了基于cohesive+泰森多邊形(Voronoi)插件模擬晶粒之間的晶界開裂的視頻，這個(gè)視頻中晶粒模型主要是通過(guò)homtools插件建立的，cohesive單元的建立是通過(guò)Cohesive_generator_2D3D插件實(shí)現(xiàn)的。
隨后借助Homtools的思路，可以生成如圖1（b）（c）所示的含晶界的多晶組織模型。
? 基于huang程序和Homtools插件實(shí)現(xiàn)考慮晶界的晶體塑性建模
案例說(shuō)明
1，通過(guò)Homtools生成包含晶界和200個(gè)晶粒的晶體模型
2，根據(jù)材料腳本批量給每個(gè)晶粒分配不同的材料屬性，對(duì)于晶界采用兩種方式建模（a. 晶體塑性。
homtools0.9.zip
Abaqus 插件 Homtools 安裝步驟
打開插件主頁(yè)：http://homtools.lma.cnrs-mrs.fr/spip/
進(jìn)入下載頁(yè)面下載之后，解壓文件。
img.jishulink.com/upload/201808/6e77e1db7cc8433c971212874b0c35d5.jpg" alt="4.jpg" height="384" width="411"></p><p><br></p><p>2 使用插件建立voronoi模型:</p><p>當(dāng)然，對(duì)于二維和三維模型目前還有一些公開的插件和收費(fèi)的插件可用，公開的插件用于二維voronoi模型建立的有homtool
