ansys多尺度模擬插件的案例
多尺度晶體塑性模擬文章推薦
為解決這一問(wèn)題，作者提出了一種并發(fā)多尺度建模方法：宏觀結(jié)構(gòu)層面采用顯式有限元模擬方管壓潰；每個(gè)積分點(diǎn)內(nèi)部嵌入一個(gè)由多個(gè) FCC 晶粒組成的多晶聚集體；晶粒層面采用 Marin 晶體塑性模型描述滑移、硬化和晶格旋轉(zhuǎn)；最后通過(guò) Taylor 型均勻化獲得積分點(diǎn)平均應(yīng)力。這樣，宏觀有限元計(jì)算不再只依賴經(jīng)驗(yàn)塑性曲線，而是能夠?qū)崟r(shí)考慮晶粒取向和織構(gòu)演化對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響。
文章中，作者首先通過(guò)單元模型分別施加拉伸、壓縮和簡(jiǎn)單剪切，生成不同初始織構(gòu)；隨后將這些織構(gòu)賦予方管模型，并進(jìn)行軸向壓潰模擬。
結(jié)果表明，雖然不同織構(gòu)對(duì)整體折疊形貌的影響并不總是非常顯著，但對(duì)壓潰力–位移曲線、平均壓潰力和能量吸收能力具有明顯影響。尤其是在角部、水平鉸線和錐面等局部大塑性區(qū)域，晶粒取向會(huì)持續(xù)演化，形成不同的局部織構(gòu)模式。文章還指出，拉伸織構(gòu)和壓縮織構(gòu)在不同壓潰模式下表現(xiàn)出不同的吸能優(yōu)勢(shì)，這說(shuō)明“材料制造歷史”并不是可以忽略的背景信息，而是可能影響結(jié)構(gòu)服役性能的重要因素。
這篇文章對(duì)我們的啟發(fā)在于：晶體塑性并不只能用于單晶拉伸、RVE 或微觀變形分析，也可以嵌入顯式動(dòng)力學(xué)框架，用于研究真實(shí)工程結(jié)構(gòu)中的局部變形、吸能和織構(gòu)演化。對(duì)于高溫合金、鋁合金薄壁件、微尺度構(gòu)件等問(wèn)題，如果材料存在明顯織構(gòu)或晶粒尺度效應(yīng)，將晶體塑性與結(jié)構(gòu)有限元耦合，能夠提供比傳統(tǒng)本構(gòu)更豐富的物理信息。
我們可以將我之前推文提到的umat-taylor模型轉(zhuǎn)化為vumat子程序，進(jìn)一步使用晶體塑性模型模擬大變形結(jié)構(gòu)尺度材料變形行為。案例展示如下：
初始模型參考文章的設(shè)置（上下兩層鋼板，中間為薄殼結(jié)構(gòu)）：
使用通用接觸，摩擦系數(shù)設(shè)置為0.5，共4000個(gè)單元，每個(gè)單元包含50個(gè)具有不同初始取向晶粒。共20萬(wàn)晶粒。
展開(kāi) 微觀宏觀多尺度模擬
微觀宏觀多尺度模擬
穿孔
裂紋產(chǎn)生
裂紋擴(kuò)展
VirtualLab Fusion創(chuàng)始人 Frank Wyrowski教授 專家講堂 | 多尺度光學(xué)模擬與設(shè)計(jì)
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展開(kāi) ICME | Schr?dinger攜手Ansys實(shí)現(xiàn)多尺度仿真，以應(yīng)對(duì)材料至系統(tǒng)挑戰(zhàn)
基于這一將ICME作為主要驅(qū)動(dòng)因素的愿景，Schr?dinger和Ansys建立了合作伙伴關(guān)系，以應(yīng)對(duì)材料至系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。三十多年來(lái)，Schr?dinger一直在為預(yù)測(cè)性材料發(fā)現(xiàn)、優(yōu)化及材料分析提供解決方案。組合后的產(chǎn)品組合與集成，將推動(dòng)ICME愿景在新一代電池、消費(fèi)類產(chǎn)品、電子產(chǎn)品以及交通運(yùn)輸?shù)雀骷夹g(shù)領(lǐng)域更快落地。對(duì)于行業(yè)而言，這一合作將有可能帶來(lái)諸多變革性成果，包括可持續(xù)材料驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品、對(duì)大量不同材料進(jìn)行篩選、預(yù)測(cè)材料在使用條件下的性能，以及材料至產(chǎn)品的循環(huán)等。
作為此次共同合作價(jià)值的初步展示，Ansys和Schr?dinger針對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的預(yù)測(cè)性能開(kāi)發(fā)了一款解決方案，廣泛應(yīng)用于航空航天與國(guó)防、汽車以及能源公司。該研究展示了聚合物樹(shù)脂在不同條件下的預(yù)測(cè)性材料篩選和選擇。樹(shù)脂屬性通過(guò)分層多尺度建模框架，向上傳遞至鋪層層級(jí)屬性，同時(shí)進(jìn)一步了解工藝引起的材料性能波動(dòng)，以及關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)與屬性關(guān)系。最終，鋪層層級(jí)屬性被尺度傳遞到復(fù)合材料層合板屬性，并應(yīng)用于目標(biāo)物理系統(tǒng)。
展開(kāi) 
雙晶納米壓痕的多尺度位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)模擬研究
納米壓痕是研究材料在微納米尺度下力學(xué)響應(yīng)的有效手段，通過(guò)納米壓痕可以獲得材料的硬度、彈性模量、屈服強(qiáng)度和硬化指數(shù)等重要力學(xué)參量。晶界在金屬材料的塑性變形機(jī)理及其力學(xué)性能中扮演著重要角色，尤其是對(duì)于小尺度材料。雙晶納米壓痕是研究晶界對(duì)材料力學(xué)行為影響的重要手段之一。目前實(shí)驗(yàn)手段難以獲取材料在壓痕過(guò)程中位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的演化信息，而多尺度位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)模擬可以有效地獲取和分析材料在塑性變形過(guò)程中位錯(cuò)的演化特征，適用于研究納米壓痕這種與位錯(cuò)等微結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)。目前多尺度位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)壓痕模擬主要集中在二維模型上，三維單晶模型較少，而三維雙晶模型還未見(jiàn)報(bào)道。
近日，西南交通大學(xué)力學(xué)與工程學(xué)院張旭研究組與德國(guó)埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)Michael Zaiser教授（西南交通大學(xué)“海外名師項(xiàng)目”專家）合作開(kāi)展研究，論文第一作者碩士研究生陸宋江通過(guò)在三維單晶多尺度框架的基礎(chǔ)上引入可穿透晶界模型開(kāi)展雙晶納米壓痕模擬，研究位錯(cuò)與晶界的交互作用機(jī)理及晶界對(duì)壓痕響應(yīng)的影響，建立了基于位錯(cuò)塞積理論的壓痕尺寸依賴性模型，并從位錯(cuò)結(jié)構(gòu)演化信息分析了相關(guān)雙晶壓痕響應(yīng)的內(nèi)在機(jī)理。相關(guān)研究成果已在線發(fā)表在材料力學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Journal of the Mechanicsand Physics of Solids》（力學(xué)小區(qū)1區(qū)，IF=3.566）。
論文鏈接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022509618308950
傳統(tǒng)離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)很難處理壓痕等復(fù)雜的邊界條件問(wèn)題，而通過(guò)離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)（DDD）與有限元耦合的多尺度方法是解決這一難題的有效途徑。因此，該研究采用多尺度位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)框架來(lái)模擬壓痕問(wèn)題。
展開(kāi) 精沖鋼微觀組織對(duì)其力學(xué)性能和精沖性能影響的多尺度模擬研究
而當(dāng)材料中存在平行的多條碳化物帶時(shí)，裂紋的擴(kuò)展路徑可能會(huì)多次發(fā)生改變，形成圖7f所示的一條曲折的裂紋，對(duì)應(yīng)于實(shí)際精沖中的粗糙沖裁斷面。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)精沖用碳鋼不同微觀組織的拉伸、剪切、精沖性能進(jìn)行宏微觀模擬，模擬結(jié)果顯示：球化退火后，當(dāng)基體中存在較小體積分?jǐn)?shù)的小直徑碳化物顆粒時(shí)，材料的拉伸、剪切強(qiáng)度提高，裂紋萌生時(shí)間延遲；而碳化物帶的存在使得帶中產(chǎn)生應(yīng)力集中，加快損傷演化而導(dǎo)致材料過(guò)早斷裂，并且碳化物帶中滲碳體顆粒越多或越密集，這種應(yīng)力集中越嚴(yán)重；精沖時(shí)裂紋沿著碳化物帶擴(kuò)展，降低斷面質(zhì)量。模擬預(yù)測(cè)的單元失效情況與掃描電鏡觀察的精沖試樣裂紋擴(kuò)展結(jié)果一致。
作者簡(jiǎn)介 莊新村，博士，副研究員，碩士研究生導(dǎo)師，現(xiàn)任上海交通大學(xué)材料學(xué)院塑性成形技術(shù)與裝備研究院副院長(zhǎng)，主要研究方向?yàn)榫珱_成形工藝及模具設(shè)計(jì)優(yōu)化、板料鍛造新工藝和材料韌性損傷演化建模。
《精沖鋼微觀組織對(duì)其力學(xué)性能和精沖性能影響的多尺度模擬研究》摘自《鍛造與沖壓》雜志第20期
展開(kāi) 第七屆全國(guó)顆粒材料計(jì)算力學(xué)會(huì)議召開(kāi)，DEMms多尺度離散模擬軟件受關(guān)注
</p><p><img src="https://article.biliimg.com/bfs/new_dyn/c44c96869bf9191c7e87746b3a141cec556101746.png@.webp" alt="read-normal-img"></p><p>會(huì)議期間，積鼎科技展示了其戰(zhàn)略合作伙伴中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所介科學(xué)研究部開(kāi)發(fā)的DEMms（Multi-scale Discrete Element Method for Multi-phase Systems）多尺度離散模擬軟件，向與會(huì)者介紹了該軟件在科研與工程領(lǐng)域的卓越性能和應(yīng)用前景。</p><p><br></p><p><strong>DEMms多尺度離散模擬軟件</strong></p><p>DEMms軟件是一款面向顆粒、散料和多相體系大規(guī)模模擬的專業(yè)軟件，能夠充分利用CPU、GPU等多種計(jì)算資源，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模異構(gòu)并行計(jì)算。該軟件耦合了獨(dú)特的顆粒粗粒化模型與流固耦合方法，能高效對(duì)接多種開(kāi)源流動(dòng)求解器，具備長(zhǎng)時(shí)間或準(zhǔn)實(shí)時(shí)模擬流動(dòng)、傳遞和反應(yīng)耦合的工業(yè)過(guò)程的能力，為虛擬工廠和高水平數(shù)字孿生的建立提供有力手段。
展開(kāi) 使用 ANSYS Workbench對(duì)電源模塊進(jìn)行多物理場(chǎng)模擬計(jì)算
通過(guò)使用模擬驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的過(guò)程，使工程師能夠更緊密地協(xié)作和協(xié)作。
通過(guò)一套業(yè)界領(lǐng)先的解決方案，并在同一個(gè)界面下完成協(xié)同工作，Ansys Workbench提供了從系統(tǒng)級(jí)別分析多個(gè)物理場(chǎng)問(wèn)題的能力，可以將很多關(guān)鍵問(wèn)題在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就及早發(fā)現(xiàn)，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化開(kāi)發(fā)，大大縮短了研發(fā)的周期。
ANSYS Workbench精選案例｜對(duì)電源模塊進(jìn)行多物理場(chǎng)模擬計(jì)算
通過(guò)使用模擬驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的過(guò)程，使工程師能夠更緊密地協(xié)作和協(xié)作。
通過(guò)一套業(yè)界領(lǐng)先的解決方案，并在同一個(gè)界面下完成協(xié)同工作，Ansys Workbench提供了從系統(tǒng)級(jí)別分析多個(gè)物理場(chǎng)問(wèn)題的能力，可以將很多關(guān)鍵問(wèn)題在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就及早發(fā)現(xiàn)，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化開(kāi)發(fā)，大大縮短了研發(fā)的周期。
作者：安世亞太仿真業(yè)務(wù)部 王永康
高精度模擬，多物理協(xié)同 | 《ANSYS電機(jī)本體設(shè)計(jì)仿真解決方案》現(xiàn)已開(kāi)放領(lǐng)取
1 電機(jī)概念設(shè)計(jì)
2 電磁場(chǎng)有限元分析
· 一鍵有限元
· 自動(dòng)自適應(yīng)網(wǎng)格剖分
· 磁滯材料建模
· 電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)
· 損耗精確計(jì)算
· 高性能計(jì)算
3 電機(jī)結(jié)構(gòu)分析
· 電機(jī)定子結(jié)構(gòu)及模態(tài)計(jì)算
· 電機(jī)臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算
· 電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析
· 電機(jī)轉(zhuǎn)子疲勞壽命分析
4 電機(jī)散熱分析
· 直流無(wú)刷永磁電機(jī)散熱分析
· 某小型電機(jī)瞬態(tài)溫升分析
· 電鉆電機(jī)通風(fēng)散熱分析
5 電機(jī)振動(dòng)噪聲分析
6 電機(jī)振動(dòng)噪音設(shè)計(jì)
· 基于聯(lián)合仿真的聲音分析及優(yōu)化
· 結(jié)合測(cè)試與仿真的系統(tǒng)集成與聲音設(shè)計(jì)
· 面向最終用戶感受的聲品質(zhì)研究
7 多物理場(chǎng)耦合分析
· 電磁、結(jié)構(gòu)耦合分析
· 電磁、熱耦合分析
8 基于optiSLang的電機(jī)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)
· 問(wèn)題描述
· 輸入模型參數(shù)化
· Workbench中建立分析用Maxwell模型
· 定義輸入輸出變量
· 添加OptiSLang設(shè)置
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