大變形模擬與網(wǎng)格重劃分
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2025-11-22
大變形模擬與網(wǎng)格重劃分的實例教程
相關(guān)做法完美的集中到damask3.0版本里面，然而需要指出的是：DAMASK/譜方法更偏向規(guī)則網(wǎng)格與RVE范式，而工程里經(jīng)常需要：任意幾何與復(fù)雜邊界（非周期、接觸、局部細化等），以及不同工藝路徑（多道次、換向、局部約束），Abaqus CPFEM（UMAT/VUMAT）在這些方面更“通用”，所以把“remesh + 狀態(tài)變量映射”做成一套工作流，就能把大變形晶體塑性更穩(wěn)地推進到更高壓縮/更大應(yīng)變階段。
因此結(jié)合作者提供的思路，嘗試把相關(guān)方法遷移到abaqus，并初步實現(xiàn)了理想的效果。
這里展示模擬的案例的效果，初始模型尺寸0.1*0.03mm的二維模型，并沿著RD方向壓縮40%.vs.20%（remesh）+20%使用簡單的唯象模型測試
初始模型如下圖所示：
壓縮20%后應(yīng)力分布如下：
累計剪切滑移如下：
晶粒旋轉(zhuǎn)角度：
在20%變形后進入網(wǎng)格重劃分，重劃分后的變量傳遞：
累計剪切滑移分布如下：
晶粒旋轉(zhuǎn)角度如下圖：
可以看到所有相關(guān)變量良好的映射到規(guī)則網(wǎng)格上面。
接下來對比單次壓縮40%（左側(cè)）和20%remesh（右側(cè)）之后再壓縮20%的結(jié)果對比：
應(yīng)力分布結(jié)果：
累計剪切滑移分布：
晶粒旋轉(zhuǎn)角度分布：
累計剪切滑移------應(yīng)力曲線分布
重劃分后應(yīng)力略低于不劃分單次壓縮的結(jié)果，其余結(jié)果網(wǎng)格重劃分和原始模型基本一致，驗證了作者提出方案的準(zhǔn)確性。做成型和大變形相關(guān)內(nèi)同可以參考文章進行對應(yīng)的嘗試
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</div><p><br></p><p>討論：</p><p>同一個模型使用網(wǎng)格映射與否，得到的最大mises應(yīng)力誤差約在4%，這是完全可以接受的，而且云圖的分布基本是完全一致的，這證明了*map solution的操作與設(shè)置是完全正確的，而且如果在處理例如橡膠等材料的大變形問題時，使用*map solution是完全可以的。
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</div><p>前面的帖子已經(jīng)介紹過在ABAQUS中模擬裂紋都有哪些技術(shù)，事實上，目前各大商業(yè)軟件對于裂紋擴展的模擬還是有很多很多限制的，更不要說模擬裂紋的任意路徑擴展了，截止目前，分析裂紋任意路徑擴展的方法主要包括以下幾種方法：</p><p>1 使用ABAQUS（或者ls-dyna等）自帶材料損傷本構(gòu)，達到失效的單元會被刪除；</p><p> 例如：brittle cracking、ductile damage等</p><p>2 使用ABAQUS自帶的擴展有限單元法xfem模擬裂紋任意路徑擴展，裂紋可以穿過單元；</p><p> 例如：基于LEFM或者粘性片段法的xfem</p><p>3 在實體單元間批量插入cohesive單元模擬裂紋的任意路徑擴展；</p><p> 例如：在所有實體單元間批量插入cohesive單元</p><p>4 使用圍線積分+網(wǎng)格重新劃分模擬裂紋的任意路徑擴展；</p><p> 例如：自己編程實現(xiàn)圍線積分+網(wǎng)格重新劃分，或者franc2d/3d，zencrack3d，ALOF，adapcrack等</p><p>********</p><p>前三種其實目前用的比較多，各種例子視頻講解都有，但是對于第四種方法，往往由于使用起來太復(fù)雜被大家所拋棄，下面我們就重點講解一下這種方法，為大家提供一種思路，有興趣的可以自己使用python二次開發(fā)來完成。
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參考文獻《Large-deformation crystal plasticity simulation of microstructure and microtexture evolution through adaptive remeshing》
在我們進行大變形晶體塑性時，做到后期，最常見的“翻車點”不是本構(gòu)收斂性問題，而是網(wǎng)格畸變：單元被壓扁/拉長后，數(shù)值誤差會明顯放大，輕則結(jié)果不準(zhǔn)，
<div contenteditable="false" width="100%"></div><p>1 正常建立模型，并進行分析。</p><p>（特別需要注意的是：在step分析步設(shè)置重啟動輸出）</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201812/219f3ea3059d40abbb34fe7b36deecdf.jpg
<div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201811/076da1e6bd9d4a02bb0d52f71b69dbb8.jpg" title="總體分析結(jié)果.jpg" alt="總體分析結(jié)果.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src
