abaqus晶體有限元的案例
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Abaqus晶體塑性有限元三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V9.0
8.0版本介紹：
晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V8.0
9.0相比于8.0增添三項功能如下：
1. 新增功能概覽
1.1 三維光順晶體模塊
圖1.1 三維光順晶體模塊
1.2 顯示晶體晶界后處理模塊
圖1.2 顯示晶體晶界后處理模塊
1.3 光順泡沫幾何模型生成
圖1.3 三維光順泡沫模型
2.
晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V6.0
6.0版本相對于5.0版本做了一系列的功能升級和模塊新增,首先升級了基礎的三維voronoi模塊以及梯度晶模塊,然后增加了帶權重的二維voronoi和周期性邊界,當然三維周期性的voronoi也增加到當前的版本中,此外6.0版本新增了網(wǎng)格映射模塊(Mapping VoronoiEG)、用戶自定義模塊(UserDefine VoronoiEG)、流動兩相模塊(Fluid VoronoiEG ) 、泡沫結構模塊(Foam Structure )以及周期性網(wǎng)格模塊(Periodic Mesh).
5.0版本介紹:
晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V5.0
1. 插件啟動方式
首先啟動Abaqus界面，單擊菜單欄AbqVoronoi，點擊子菜單中的選項可啟動不同的晶體模型生成模塊，包括：Voronoi2D模塊(生成二維Voronoi模型)、Voronoi3D模塊(生成三維Voronoi模型)、VoronoiEG模塊(生成網(wǎng)格型Voronoi模型)和VoronoiTool(其他輔助工具)，如圖所示：
圖1.1 啟動三維多晶模型生成插件
2. Voronoi2D模塊
Voronoi2D模塊包括：Basic Voronoi2D模塊、BSpline Voronoi2D模塊和Weighted Voronoi2D模塊，其中Basic Voronoi2D模塊可生成矩形和圓形邊界的二維Voronoi晶體模型；BSpline Voronoi2D模塊可生成在每個晶胞中填充B樣條曲線的模型。
展開 晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V7.0
1 上一版本完整功能介紹：
Voronoi晶體插件-6.0版本[新功能介紹]
晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V6.0
2 新增功能模塊
7.0版本新增功能模塊包括：柱狀晶體模塊和分層晶體模塊。
2.1 二維柱狀晶體模塊
該模塊支持生成二維各項異性晶體模型，生成的晶體為細長形晶體。
圖2.1 二維柱狀晶體模塊
2.2 二維分層晶體模塊
該模塊支持生成多層晶體模型，每一層可設置不同厚度和晶體大小，晶體的層數(shù)支持多達20層。
圖2.2 二維分層晶體模塊
2.3 三維柱狀晶體模塊
該模塊支持生成二維各項異性晶體模型，支持矩形邊界和圓柱體邊界，可生成的晶體為細長或扁平形晶體。
展開 
晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件介紹
插件啟動方式
首先啟動Abaqus界面，單擊菜單欄Plug-Ins，點擊子菜單Voronoi3D啟動三維多晶模型生成插件，如圖所示：
二. 長方體晶體模型
按第一步啟動三維多晶模型生成插件，啟動后界面如圖所示，首頁即為長方體晶體模型生成頁面。
圖2.1 長方體多晶模型生成界面
長方體晶體模型的輸入?yún)?shù)主要包括：長方體的x/y/z邊界、晶體最小間距和晶體數(shù)目，x/y/z Limit分別表示長方體在x/y/z軸上的最大/最小值，圖中默認值表示，長方體的最小點為(0, 0, 0)，最大點為(50, 50, 50)，晶體中心間的最小間距為5，晶體數(shù)量為100，不為每個晶體創(chuàng)建單獨的Set集，晶體參數(shù)對所有種類均相同，以下將不再贅述，用戶可根據(jù)情況進行修改。若勾選為每個晶體創(chuàng)建Set集，請確保Abaqus中體顏色顯示不是按Set進行顯示，否則程序執(zhí)行速度大大降低。
三. 圓柱體晶體模型
按第一步啟動三維多晶模型生成插件，啟動后界面如圖所示，切換到圓柱體（Cylinder 3D）晶體模型生成頁面。
圖3.1 圓柱體多晶模型生成界面
圓柱體晶體模型的輸入?yún)?shù)主要包括：圓柱體的原點(默認為坐標原點)、圓柱體的半徑、圓柱體的長度、圓柱體的軸線方向(x/y/z軸)和晶體參數(shù)等。
圓柱體的原點和軸線方向決定了圓柱體在空間上的位姿、半徑和長度決定了圓柱體的大小。
四.
展開 Damask 2.0.3聯(lián)合abaqus進行晶體塑性有限元模擬的簡單介紹
Damask2.0.3版本是最后一個和Abaqus有接口的版本，在Damask2.0.3的官網(wǎng)中已經(jīng)進行了聲明，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)合使用仍然是學習晶體塑性有限元方法不錯的工具。我曾使用過Abaqus聯(lián)合damask平臺，這里我對使用過程中個人的一點經(jīng)驗進行簡單的介紹，希望各位讀者在研究過程中少一些技術上的障礙。
1.軟件安裝
Damask軟件的安裝較為復雜，我那時候是在某魚上找人安裝的，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
關于damask2.0.3聯(lián)合abaqus的入門使用，我這里直接用一個簡單的例子來介紹。首先在Neper中生成一個1×1×1的三維立方體晶體模型，共200個晶粒：
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，會自動生成一個文件存儲所有晶粒的等效直徑。
展開 晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V1.1
插件啟動方式
首先啟動Abaqus界面，單擊菜單欄Plug-Ins，點擊子菜單Voronoi3D啟動三維多晶模型生成插件，如圖所示：
圖1 啟動三維多晶模型生成插件
二. 長方體晶體模型
按第一步啟動三維多晶模型生成插件，啟動后界面如圖所示，首頁即為長方體晶體模型生成頁面。
圖2 長方體多晶模型生成界面
長方體晶體模型的輸入?yún)?shù)重要包括：長方體的x/y/z邊界、晶體最小間距和晶體數(shù)目，x/y/z Limit分別表示長方體在x/y/z軸上的最大/最小值，圖中默認值表示，長方體的最小點為(0, 0, 0)，最大點為(50, 50, 50)，晶體中心間的最小間距為5，晶體數(shù)量為100，不為每個晶體創(chuàng)建單獨的Set集，晶體參數(shù)對所有種類均相同，以下將不再贅述，用戶可根據(jù)情況進行修改。若勾選為每個晶體創(chuàng)建Set集，請確保Abaqus中體顏色顯示不是按Set進行顯示，否則程序執(zhí)行速度大大降低。
三. 圓柱體晶體模型
按第一步啟動三維多晶模型生成插件，啟動后界面如圖所示，切換到圓柱體（Cylinder 3D）晶體模型生成頁面。
圖3 圓柱體多晶模型生成界面
圓柱體晶體模型的輸入?yún)?shù)重要包括：圓柱體的原點(默認為坐標原點)、圓柱體的半徑、圓柱體的長度、圓柱體的軸線方向(x/y/z軸)和晶體參數(shù)等。
展開 晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V8.0
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ABAQUS中泰森多邊形Voronoi和有限離散元FDEM結合的晶體斷裂仿真
《ABAQUS中泰森多邊形Voronoi和有限離散元FDEM結合的晶體斷裂仿真》
作者：星辰北極星
這個專題是依托于POLARIS_Voronoi插件制作的一套仿真案例視頻，講述Voronoi多邊形結合FDEM在晶體仿真中的一些應用；FDEM是FEM和DEM的一個組合縮寫，也就是“有限離散元方法”，結合了有限元和離散元的特征，在ABAQUS中主要通過大量嵌入Cohesive單元來實現(xiàn)，這一方法目前廣泛應用于巖石、玻璃、陶瓷等脆性材料的破碎仿真。
【課程內容】
第1章：課程概述
第2章：POLARIS插件
2.1 POLARIS_Voronoi插件介紹
2.2 POLARIS_InsertCohElem插件介紹
第3章：ABAQUS-Standard隱式分析案例
3.1 基于Cohesive單元的彈塑性斷裂仿真基礎
3.2 平面二維晶體試件的彈塑性拉伸斷裂仿真（二維多邊形）
第4章：ABAQUS-Explicit顯式分析案例
4.1 晶體試件的切削仿真（三維多棱柱）
4.2 圓柱多晶體試件的壓縮破碎仿真（三維多面體）
【案例：晶體拉伸斷裂仿真】
本例采用ABAQUS/Standard隱式計算方法，模型為平面二維多邊形，Voronoi控制點的分布是非均勻的，兩邊密，中間稀疏，類似于金屬材料經(jīng)過表面處理后的晶粒細化，這種模型需要人為指定晶體控制點位置才能實現(xiàn)；此外，模型中的實體單元采用彈塑性材料的，因此是一種基于Cohesive方法的彈塑性斷裂分析的案例（本案例已經(jīng)添加到Cohesive專題中）。
【案例：晶體切削仿真】
本例采用ABAQUS/Explicit顯式動力學分析方法。
展開 晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V5.0
其他可間接生成的模型
7.1 線框模型
生成的Voronoi模型經(jīng)過處理后可生成如下圖所示的線框模型，可用于梁/桿單元有限元分析：
圖7.1 線框模型示例
7.2 泡沫結構模型
插件生成的Voronoi模型經(jīng)過處理后可得到泡沫結構模型，可用于泡沫結構的力學性能有限元分析，可生成的泡沫結構模型的類型如下：
圖(a) 殼模型
圖(b) 實體模型
圖(c) 網(wǎng)格模型
圖(d) 特殊分布模型(Weighted模型)
圖7.2 泡沫結構模型示例
注：任何可生成三維幾何Voronoi模型的模塊均可用于創(chuàng)建泡沫結構模型。
7.3 支撐結構模型
插件可對自定義模型生成Voronoi支撐結構，示例如下：
圖7.3 支撐結構模型示例
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展開 晶體塑性有限元仿真入門(5)—歐拉角與晶體取向
晶體塑性有限元仿真入門(5)—歐拉角與晶體取向.pdf
晶體塑性有限元仿真入門(5)—歐拉角與晶體取向
備注：網(wǎng)頁排版有亂碼，建議下載附件pdf查看
晶體取向是材料學科中的重要分支，當晶粒發(fā)生擇優(yōu)取向時，則導致材料性能（力學，物理和化學性能）的各向異性。各向異性會造成材料實際應用中的各種問題，如鋁合金典型的制耳現(xiàn)象，再如取向硅鋼中存在Goss織構時，有利于其磁學性能。在基礎研究領域，織構的形成與演變是基本的科學問題。在工業(yè)應用領域，通過織構的設計和控制可以提高材料的性能。隨著近年來EBSD和XRD等表征技術的發(fā)展，各種SCI期刊的發(fā)文都已離不開對材料晶體學取向的分析。這篇文章介紹晶體塑性有限元仿真過程中的歐拉角與晶體取向。
圖1 塑性變形過程導致的材料各向異性
全文包括以下幾個部分：
1) 材料晶體結構
2) EBSD工作原理
3) 晶體取向分析
4) 晶體塑性材料模型
5) 織構演變結果
6) 參考資料
7) 附錄
材料晶體結構
在晶體學中，晶體結構是對晶體材料中原子、離子或分子有序排列的描述。有序結構由組成粒子的內在性質產(chǎn)生，形成沿物質三維空間的主要方向重復的對稱模式，如圖2所示。
圖2 高分辨率透射電子顯微鏡圖片的鐵晶體，完美單晶的二維示意圖
構成這種重復圖案的材料中最小的一組粒子是結構的晶胞。晶胞完全反映了整個晶體的對稱性和結構，這是通過晶胞沿其主軸重復平移而建立的。平移向量定義布拉維點陣的節(jié)點，不同的晶體內部原子排列稱為具有不同的晶格結構。各種晶格結構可以歸納為七大晶系，各種晶系分別與十四種空間格（稱為Bravais晶格）相對應，如圖3所示。
展開 
晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V3.0
一、兼容性更強
老版本插件只支持ABAQUS 2016及以上的ABAQUS版本，這次我們考慮到6.14版本的用戶基數(shù)比較大，3.0版本則兼容了ABAQUS 6.14。
二、晶體生成速度和精度的提升:
V3.0相比于V2.0版本，在晶體生成速度和精度上均有很大的提升，能夠生成晶體數(shù)高達10000的模型。
下圖是2.0和3.0版本生成速度的對比。
可以看出，3.0版本比2.0版本速度快很多，尤其是晶體數(shù)量較大時，差距可以達到上千倍。
在精度上，Uniform算法生成的模型更加均勻，尤其是在球和圓柱體晶體模型上表現(xiàn)更加優(yōu)秀.
三、支持生成多相晶體模型:
3.0支持生成兩相及多相不同尺寸晶體模型.
四、網(wǎng)格型Voronoi多晶模型:
3.0支持根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)格模型生成Voronoi多晶模型
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展開 晶體塑性有限元仿真入門(2)--BCC、FCC、HCP晶格材料以及多相材料的有限元模擬
參考資料
Ti3Al單晶和雙相片層TiAl合金塑性行為的CPFEM模擬
Ti-6Al-4V合金納米壓痕變形與高周疲勞行為CPFEM研究
On Predicting the Channel Die Compression Behavior of HCP Magnesium AM30
兩相鈦合金拉伸力學行為的研究
密排六方金屬鎂的晶體塑性力學性能研究
HCP多晶體塑性的數(shù)值模擬
TA15鈦合金高溫變形多晶體塑性有限元模擬
γ-TiAl多晶體壓縮變形機制的晶體塑性有限元研究
純鈦單道次ECAP變形織構演化的細觀有限元模擬
純鈦晶體塑性力學性能研究
純鈦塑性變形行為的晶體塑性有限元模擬
純鈦壓縮變形下的晶體塑性有限元分析
考慮滑移與孿晶的鎂塑性本構研究
鈦合金雙態(tài)組織高溫拉伸行為的晶體塑性有限元研究
展開 晶體塑性有限元
晶體塑性有限元有做疲勞壽命預測的嗎？
晶體塑性有限元分析
有沒有關于研究晶體塑性分析的
