織構演化分析的案例
基于vpsc7.0d的等通道轉角擠壓成型織構演化分析
基于vpsc7.0d的等通道轉角擠壓成型織構演化分析------案例十三
案例實操
1，初始1000個隨機取向的晶粒
2，施加多步驟邊界條件：ECAE1→90ＣＷ１→90ＣＷ→ECAE2
3，后處理取向分布與典型織構演化
初始取向分布
ECAE1取向分布
90°CW1取向分布
90°CW2取向分布
ECAE2取向分布
織構體積分數(shù)的演化
Abaqus調(diào)用damask實現(xiàn)軋制變形中FCC，BCC織構演化分析------案例六
Abaqus調(diào)用damask實現(xiàn)軋制變形中FCC，BCC織構演化分析
案例實操一
1，使用abaqus建立20*20*20（mm）的立方塊
2，對立方塊進行單元劃分共包含1000個單元
3，假設每個單元代表一個單獨的晶粒，通過腳本隨機賦予每個單元材料屬性
4，施加對應的邊界提交（60%的下壓量）
5，提交與后處理材料數(shù)據(jù)
包含1000個晶粒的有限元模型
材料的初始取向分布
FCC軋制后的取向分布情況
BCC軋制后的取向分布情況
兩類多晶平均場均勻化方案
以及整體的織構，使用該模型通常用于反應多晶聚集體整體的響應，以及織構演化分析。并且由于等應變假設，Taylor模型通常相較于有限元方法，整體的應力響應會更高，織構演化預測更加鋒銳。但計算成本顯著低于有限元離散。
以FCC軋制軋制模擬為例子（并行過程織構演化以及應力應變響應情況）
（二）粘塑性自洽方案（VPSC）
VPSC 全稱 Visco Plastic Self Consistent，指的是特定的機械狀態(tài) (VP) 和使用的方法 (SC)。VPSC 是為應用于低對稱材料（六邊形、三角形、正交、三角形）而開發(fā)的，理論的基本出發(fā)點與前述的晶體塑性本構一致，不同的是在于處理晶粒之間相互作用時，不適用taylor等應變假設，而是將晶粒視為無限大基體的夾雜，基體的應力與應變響應等于各個晶粒的平均響應，滿足應變協(xié)調(diào)，并通過制定晶粒之間相互作用方案（切線，仿射，割線……）滿足晶粒與基體的應力平衡，特別適用于大規(guī)模成型過程中的取向演化分析，尤其是hcp對稱性較差的結構，但無法考慮晶粒與晶粒之間以及晶粒內(nèi)部的響應情況分析，往往用于定性分析滑移系統(tǒng)開動情況，孿晶演化，宏觀應變硬化等。
同taylor模型一致，VPSC模型也可以與有限元求解器進行關聯(lián)，邊界條件通常包含兩類方法（1，直接指定對應的應變分量，等效應變分量；2，通過有限元模擬獲得經(jīng)過特定變形條件的速度梯度場，導入VPSC作為邊界條件分析，適用于如等通道轉角擠壓ecap類的復雜工況問題下的織構演化分析，可以使用顯式求解器效率更高。這里以編寫VUMAT進行三點彎曲模擬為例子）
值得注意的是當我們把單晶的本構模型與有限元求解器結合時，不同晶粒之間在有限元的意義上同時滿足應力平衡和應變協(xié)調(diào)。
展開 HCP多晶變形與織構演化模擬
驗證正確性通過織構演化確定。
模擬考慮三組滑移+一組孿晶
滑移為BASAL <a>{0 0 0 1}<1 1 -2 0>,3組
PYRAMIDAL<c+a>{1 1 -2 2}<-1 -1 2 3> 6組 （二階）
PRISMATIC {1 0 -1 0}<1 1 -2 0> 3組
孿晶為TENSILE TWIN {1 0 -1 2}<-1 0 1 1> 6組
１，沿著RD壓縮50%：
編寫子程序結果
ｄａｍａｓｋ模擬結果
２，沿著RD拉伸50%：
編寫子程序結果
ｄａｍａｓｋ模擬結果
３，沿著ND平面應變壓縮結果：
編寫子程序結果
ｄａｍａｓｋ模擬結果
多晶拉伸變形模擬（參數(shù)與ｄａｍａｓｋ保持一致）
包含500個晶粒100000個單元的多晶體模擬，沿著X方向施加50％的工程應變
模擬結果如下：
應力分布
孿晶分布
累計剪切應變分布
BASAL累計剪切分布
PYRAMIDAL<c+a>累計剪切分布
PRISMATIC累計剪切分布
TENSILE TWIN累計剪切分布
模擬結果在織構演化方面與ｄａｍａｓｋ程序具有良好的一致性。并且很好二的表現(xiàn)了孿晶的出現(xiàn)，以及對于塑性變形的相對低的貢獻。
展開 
基于atex軟件實現(xiàn)FCC，BCC，HCP織構演化預測------案例十六
? 基于atex軟件實現(xiàn)FCC，BCC，HCP織構演化預測
案例實操
1，生成包含500個晶粒的多晶模型。初始取向隨機
多晶模型圖
FCC（BCC）初始取向分布圖
HCP初始取向分布圖
2，采用內(nèi)置的鋁的本構模型，并賦值給所有的模型
材料屬性分配圖
3，分別采用單向拉伸，壓縮，平面應變壓縮100%去模擬變形后織構演化
FCC拉伸變形后取向分布圖
FCC壓縮變形后取向分布圖
FCC平面應變壓縮后取向分布圖
BCC拉伸變形后取向分布圖
BCC壓縮變形后取向分布圖
BCC平面應變壓縮后取向分布圖
HCP壓縮變形后取向分布圖
HCP拉伸變形后取向分布圖
HCP平面應變后取向分布圖
展開 基于lingzhi-matlab腳本與huang-umat實現(xiàn)變形過程中的織構演化預測
得到的變形后的取向如下圖所示，與大多數(shù)文獻報道結果一致，重現(xiàn)了典型的織構特征分布。從而驗證了腳本的正確性。
基于Prisms晶體塑性軟件FCC材料拉伸壓縮軋制的織構演化------案例十五 ￥199
? 基于Prisms晶體塑性軟件FCC材料拉伸壓縮軋制的織構演化
案例實操
1，基于dream3d管道生成長寬高為32*32*32的多晶模型，共包含322個晶粒
2，對于fcc，bcc材料分別施加工程應變?yōu)?0%的拉伸和壓縮載荷
3，得到材料的應力應變曲線和變形后的取向分布情況
材料的初始取向分布
初始的晶體幾何模型
拉伸變形后材料的等效應力分情況
拉伸變形后等效塑性應變分布情況
拉伸變形后的取向分布
模型的應力應變曲線
壓縮變形后等效應力分布情況
壓縮變形后等效塑性應變分布情況
壓縮變形后的取向分布
平面應變壓縮變形后應力分布
平面應變壓縮變形后等效塑性應變分布
平面應變壓縮的取向分布（相比于vpsc軋制織構不明顯）
展開 abaqus調(diào)用damask實現(xiàn)FCC，BCC，HCP多晶織構演化和應力應變場分布模擬
FCC------以鋁為代表，參數(shù)使用原始abaqus提供的參數(shù)
織構演化模擬模型使用包含1000個單元的1*1*1mm立方體，其中每個單元表示一個特定取向的單晶，初始織構使用軟件生成1000組隨機取向，并分配給不同的單元，模型和初始織構如下圖所示，
利用周期性邊界條件分別模擬多晶沿著ND方向拉伸，壓縮，以及沿著ND方向進行平面應變壓縮時的織構
RD拉伸織構：
RD壓縮織構：
ND平面應變壓縮織構：
BCC------以鐵素體為代表，參數(shù)使用原始abaqus提供的參數(shù)
織構演化模擬模型使用包含1000個單元的1*1*1mm立方體，其中每個單元表示一個特定取向的單晶，初始織構使用軟件生成1000組隨機取向，并分配給不同的單元，模型和初始織構如下圖所示，
、
利用周期性邊界條件分別模擬多晶沿著ND方向拉伸，壓縮，以及沿著ND方向進行平面應變壓縮時的織構
拉伸織構：
壓縮織構：
平面應變壓縮織構：
HCP------以鎂為代表，參數(shù)使用原始abaqus提供的參數(shù)
織構演化模擬模型使用包含1000個單元的1*1*1mm立方體，其中每個單元表示一個特定取向的單晶，初始織構使用軟件生成1000組隨機取向，并分配給不同的單元，模型和初始織構如下圖所示，
利用周期性邊界條件分別模擬多晶沿著ND方向拉伸，壓縮，以及沿著ND方向進行平面應變壓縮時的織構
拉伸織構：
壓縮織構：
平面應變壓縮織構：
多晶局部應力應變場分布模擬與宏觀應力應變響應。以FCC－鋁為例子。BCC與HCP同理。
展開 abaqus調(diào)用damask實現(xiàn)FCC，BCC，HCP多晶織構演化和應力應變場分布模擬
FCC------以鋁為代表，參數(shù)使用原始abaqus提供的參數(shù)
織構演化模擬模型使用包含1000個單元的1*1*1mm立方體，其中每個單元表示一個特定取向的單晶，初始織構使用軟件生成1000組隨機取向，并分配給不同的單元，模型和初始織構如下圖所示，
利用周期性邊界條件分別模擬多晶沿著ND方向拉伸，壓縮，以及沿著ND方向進行平面應變壓縮時的織構
RD拉伸織構：
RD壓縮織構：
ND平面應變壓縮織構：
BCC------以鐵素體為代表，參數(shù)使用原始abaqus提供的參數(shù)
織構演化模擬模型使用包含1000個單元的1*1*1mm立方體，其中每個單元表示一個特定取向的單晶，初始織構使用軟件生成1000組隨機取向，并分配給不同的單元，模型和初始織構如下圖所示，
、
利用周期性邊界條件分別模擬多晶沿著ND方向拉伸，壓縮，以及沿著ND方向進行平面應變壓縮時的織構
拉伸織構：
壓縮織構：
平面應變壓縮織構：
HCP------以鎂為代表，參數(shù)使用原始abaqus提供的參數(shù)
織構演化模擬模型使用包含1000個單元的1*1*1mm立方體，其中每個單元表示一個特定取向的單晶，初始織構使用軟件生成1000組隨機取向，并分配給不同的單元，模型和初始織構如下圖所示，
利用周期性邊界條件分別模擬多晶沿著ND方向拉伸，壓縮，以及沿著ND方向進行平面應變壓縮時的織構
拉伸織構：
壓縮織構：
平面應變壓縮織構：
多晶局部應力應變場分布模擬與宏觀應力應變響應。以FCC－鋁為例子。BCC與HCP同理。
展開 基于密西西比州立大學晶體塑性模型預測不同變形下織構演化案例教學------案例八 ￥99
基于密西西比州立大學晶體塑性模型預測不同變形下織構演化
官方使用原始案例
案例一，單向壓縮75%（FCC）
加載條件
織構演化結果
1， 案例二，單向拉伸75%（FCC）
加載條件
織構演化結果
密西西比州立大學晶體塑性有限元代碼和黃永剛院士的程序一樣，均是開源代碼，可免費獲得，并且同時可以考慮FCC，BCC，HCP的滑移和孿晶變形，有著廣泛的應用，目前該代碼已經(jīng)集成到FEPX計算軟件中，支持并行運算，計算效率很高。本案例采用該代碼，研究FCC，BCC兩種結構在單向拉伸，壓縮，平面應變壓縮等75%的變形量下織構的演變（需要注意的是，這個代碼的輸出使用的Kocks輸出表示取向，為了使用方便，已經(jīng)在程序中修改bunge標號，可用MTEX直接繪制極圖）
使用包含500個隨機取向的單元預測取向演化
初始隨機取向
一：FCC織構演化
單向壓縮75%的取向分布
單向拉伸75%的取向分布
平面應變壓縮75%取向分布
一：BCC織構演化
單向壓縮75%取向分布
單向拉伸75%取向分布
平面應變壓縮75%取向分布
其中FCC和壓縮和拉伸與官網(wǎng)所提供的案例保持一致，F(xiàn)CC，BCC的平面應變壓縮與已有文獻的典型織構一致，完全正確。
展開 基于粘塑性自洽模型（VPSC）FCC結構金屬拉伸壓縮過程中織構的演化模擬------案例二十五
因此，它預測了與塑性成形相關的硬化和織構的演變。模擬程序可應用于金屬、金屬間化合物和地質(zhì)聚集體的變形。
編譯 VPSC 時，始終使用雙精度選項
運行分析時輸入包含文件如下
1，vpsc.in（主文件）
2，TENSIN.3（邊界條件）
3，rand1000.tex（初始取向）
4，F(xiàn)CC.sx（單晶屬性）
運行時輸出文件
1，PCYS.OUT（屈服面信息）
2，STR_STR.OUT（應力應變信息）
3, TEX_PHn.OUT（變形結束后取向信息）
官方案例學習
輸入
1，具有
500 個方向的隨機紋理文件（文件 RAND500.TEX）
2，考慮12組滑移系，無硬化的FCC晶體，率相關系數(shù)n=20
3，沿著X3方向單向拉伸100%（施加速度梯度分量）
晶粒初始取向分布
拉伸情況取向分布
（affine方法）
（FC方法）
（SEC方法）
（n=10方法）
（TAN方法）
壓縮情況取向分布
（FC方法)
（AFFINE方法)
（SEC方法)
（N=10方法)
（TAN方法)
對應的官方案例結果
展開 
基于粘塑性自洽模型（VPSC）HCP(AZ31B)結構金屬拉伸壓縮過程中織構的演化與應力應變響應模擬
運行分析時輸入包含文件如下
1，vpsc.in（主文件）
2，TENSIN.3（邊界條件）
3，rand1000.tex（初始取向）
4，AZ31b.sx（單晶屬性）
運行時輸出文件
1，PCYS.OUT（屈服面信息）
2，STR_STR.OUT（應力應變信息）
3, TEX_PHn.OUT（變形結束后取向信息）
輸入
1，具有
1944 個方向的基底織構特征取向文件（文件 RAND1944.TEX）
2，考慮IJP文章選擇合理的材料參數(shù)，本案例共有3組滑移系（分別是Prismatic，Basal，Pyramidal 〈c + a〉，）+一個拉伸孿晶系統(tǒng)（拉伸孿晶系統(tǒng)）
材料參數(shù)如圖所示：
一，拉伸變形模擬（50%Z方向拉伸）（affine方法）
晶粒初始取向分布
變形結束后晶體取向分布
拉伸過程中滑移系開動情況
二，壓縮變形模擬（50%Z方向壓縮）
晶粒初始取向分布
變形結束后晶體取向分布
壓縮過程中滑移系開動情況
三，平面應變壓縮模擬（50%Z方向軋制）
晶粒初始取向分布
變形結束后晶體取向分布
平面應變壓縮過程中滑移系開動情況
變形過程中的等效應力應變響應
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擅長變體，織構，極圖和變形行為處理，助理各位科研之路。祝各位科研順利，工作順利！
