織構(gòu)分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
織構(gòu)分析的視頻教程
晶體塑性有限元之DAMASK的初步介紹與使用
結(jié)合晶體塑性分析的開源軟件DAMASK，簡要介紹了晶體塑性有限元之DAMASK的初步使用。課程中涉及DAMASK簡介，DAMASK主要文件介紹以及結(jié)合abaqus的DAMASK使用，并以平板單軸拉伸為例，介紹了基于neper多晶建模、織構(gòu)分析等過程，課件中包含課件ppt（pdf格式）和平板拉伸模擬的案例。
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織構(gòu)分析的實(shí)例教程
基于vpsc7.0d的等通道轉(zhuǎn)角擠壓成型織構(gòu)演化分析------案例十三
案例實(shí)操
1，初始1000個(gè)隨機(jī)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(gòu)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(gòu)體積分?jǐn)?shù)的演化
Abaqus調(diào)用damask實(shí)現(xiàn)軋制變形中FCC，BCC織構(gòu)演化分析
案例實(shí)操一
1，使用abaqus建立20*20*20（mm）的立方塊
2，對立方塊進(jìn)行單元劃分共包含1000個(gè)單元
3，假設(shè)每個(gè)單元代表一個(gè)單獨(dú)的晶粒，通過腳本隨機(jī)賦予每個(gè)單元材料屬性
4，施加對應(yīng)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(gè)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
擅長變體，織構(gòu)，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！
以及整體的織構(gòu)，使用該模型通常用于反應(yīng)多晶聚集體整體的響應(yīng)，以及織構(gòu)演化分析。并且由于等應(yīng)變假設(shè)，Taylor模型通常相較于有限元方法，整體的應(yīng)力響應(yīng)會更高，織構(gòu)演化預(yù)測更加鋒銳。但計(jì)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(gòu)演化以及應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)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(jī)械狀態(tài) (VP) 和使用的方法 (SC)。VPSC 是為應(yīng)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(diǎn)與前述的晶體塑性本構(gòu)一致，不同的是在于處理晶粒之間相互作用時(shí)，不適用taylor等應(yīng)變假設(shè)，而是將晶粒視為無限大基體的夾雜，基體的應(yīng)力與應(yīng)變響應(yīng)等于各個(gè)晶粒的平均響應(yīng)，滿足應(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)，但無法考慮晶粒與晶粒之間以及晶粒內(nèi)部的響應(yīng)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(yīng)變硬化等。
同taylor模型一致，VPSC模型也可以與有限元求解器進(jìn)行關(guān)聯(lián)，邊界條件通常包含兩類方法（1，直接指定對應(yīng)的應(yīng)變分量，等效應(yīng)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(dǎo)入VPSC作為邊界條件分析，適用于如等通道轉(zhuǎn)角擠壓ecap類的復(fù)雜工況問題下的織構(gòu)演化分析，可以使用顯式求解器效率更高。這里以編寫VUMAT進(jìn)行三點(diǎn)彎曲模擬為例子）
值得注意的是當(dāng)我們把單晶的本構(gòu)模型與有限元求解器結(jié)合時(shí)，不同晶粒之間在有限元的意義上同時(shí)滿足應(yīng)力平衡和應(yīng)變協(xié)調(diào)。
展開 DEFORM MEDC（Microstructure Evolution During Cooling）模型可應(yīng)用于鈦合金的熱處理冷卻過程相變分析，其目的是模擬雙相α和β 在Ti6-4合金冷卻過程中的顯微組織演化，以預(yù)測轉(zhuǎn)變織構(gòu)。根據(jù)變異選擇規(guī)則，MEDC模型預(yù)測了初生α相晶粒尺寸、初生α、β相和次生α相的體積分?jǐn)?shù)，并根據(jù)變量選擇規(guī)則從β轉(zhuǎn)化為次生α相的織構(gòu)。
在DEFORM中實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)變量選擇規(guī)則，即隨機(jī)變體選擇和首選變量選擇規(guī)則，以最佳匹配初生α相的極圖。織構(gòu)可以在羅德里格斯空間或歐拉空間中表示。MEDC模型的輸入數(shù)據(jù)包括MEDC模擬控制數(shù)據(jù)、材料定義、從β相到初生α和β到次生α的相變數(shù)據(jù)、初始織構(gòu)、α和β相的初始體積分?jǐn)?shù)以及初始的初生α相晶粒尺寸。對于DEFORM數(shù)據(jù)庫中保存的每個(gè)步驟，輸出數(shù)據(jù)包括上述微觀結(jié)構(gòu)特征。此分析技術(shù)提供了織構(gòu)分析工具，如極圖、反極圖和HCP晶體的Kearns數(shù)，特別是對于總α相的統(tǒng)計(jì)。
該模型可以在完成變形織構(gòu)模型后運(yùn)行，也可以使用已知或假定的變形織構(gòu)作為獨(dú)立的變形織構(gòu)模型運(yùn)行。在變形紋理模型完成計(jì)算后，可以運(yùn)行MEDC模型，從而將預(yù)測的變形織構(gòu)作為初始織構(gòu)輸入到MEDC模型中。如果MEDC被用作一個(gè)獨(dú)立的模型來預(yù)測變形織構(gòu)，而沒有任何先前的變形織構(gòu)模型結(jié)果，那么用戶可以使用一個(gè)典型的DEFORM熱處理數(shù)據(jù)庫以及測量的變形織構(gòu)(EBSD)或假定的變形織構(gòu)數(shù)據(jù)作為MEDC模型的初始織構(gòu)。
DEFORM能夠進(jìn)行α+β相及亞穩(wěn)β相的熱處理冷卻過程（淬火及空冷或爐冷）β向初生α相、β向次生α相的轉(zhuǎn)變，從而有利于控制熱處理相成分的最終轉(zhuǎn)變量及相尺寸。
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發(fā)現(xiàn)考慮傳統(tǒng)模型可以捕捉FCC結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變行為，但無法很好的預(yù)測低層錯能金屬的織構(gòu)特征，尤其是平面應(yīng)變壓縮或冷軋變形（低層錯能金屬通常獲得的織構(gòu)為brass型織構(gòu)，而中高層錯金屬通常織構(gòu)為coppor型織構(gòu)），作者分析認(rèn)為對于低層錯能的FCC金屬（如黃銅等），考慮微剪切帶的建模對于織構(gòu)預(yù)測的準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的，即黃銅型織構(gòu)和銅型織構(gòu)之間的主要差異是由于剪切帶而非變形孿晶引起的。
圖5 EBSD分析的工作原理(Phase discriminated, Orientation determined)
通過步進(jìn)間距將樣品表面劃分為m*n個(gè)采樣點(diǎn)，并依次獲得這m*n個(gè)采樣點(diǎn)菊池花樣和匹配的Phase、Orientation實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后對m*n個(gè)采樣點(diǎn)的這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、匯總、計(jì)算等，可以進(jìn)行晶粒尺寸分析、織構(gòu)分析、相分析、應(yīng)變分析、再結(jié)晶分析、晶界分析、斷裂分析等
以及整體的織構(gòu)，使用該模型通常用于反應(yīng)多晶聚集體整體的響應(yīng)，以及織構(gòu)演化分析。并且由于等應(yīng)變假設(shè)，Taylor模型通常相較于有限元方法，整體的應(yīng)力響應(yīng)會更高，織構(gòu)演化預(yù)測更加鋒銳。但計(jì)算成本顯著低于有限元離散。
如有對于EBSD數(shù)據(jù)處理有疑問，可以私信咨詢。擅長變體，織構(gòu)，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！
基于vpsc7.0d的等通道轉(zhuǎn)角擠壓成型織構(gòu)演化分析------案例十三
案例實(shí)操
1，初始1000個(gè)隨機(jī)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(gòu)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(gòu)體積分?jǐn)?shù)的演化
Abaqus調(diào)用damask實(shí)現(xiàn)軋制變形中FCC，BCC織構(gòu)演化分析
案例實(shí)操一
1，使用abaqus建立20*20*20（mm）的立方塊
2，對立方塊進(jìn)行單元劃分共包含1000個(gè)單元
3，假設(shè)每個(gè)單元代表一個(gè)單獨(dú)的晶粒，通過腳本隨機(jī)賦予每個(gè)單元材料屬性
4，施加對應(yīng)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(gè)晶粒的有限元模型
具體如下：
1、 vpsc代碼描述
（1） 變形模擬:輸入/輸出選擇
（2） 單位、參考系及轉(zhuǎn)換
（3） 主程序代碼描述
（4） 輸入文件及代碼描述
（5） 輸出文件描述
2、 材料變形知識基礎(chǔ)
（1） 晶體取向簡介
（2） 歐拉角轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)
（3） 織構(gòu)形成與分析
（4） Vpsc中的拉、壓及軋制變形
3、 輸出文件處理
（1） 應(yīng)力-應(yīng)變文件處理
（2） 極圖生成
（
通過XRD進(jìn)一步分析織構(gòu)種類的含量，如圖5所示，織構(gòu)主要由Cube、Goss、Cube-ND、Cube-RD和P組成，通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，約超過60%的晶粒是隨機(jī)取向，證明再結(jié)晶是有PSN機(jī)制主導(dǎo)。
此分析技術(shù)提供了織構(gòu)分析工具，如極圖、反極圖和HCP晶體的Kearns數(shù)，特別是對于總α相的統(tǒng)計(jì)。
該模型可以在完成變形織構(gòu)模型后運(yùn)行，也可以使用已知或假定的變形織構(gòu)作為獨(dú)立的變形織構(gòu)模型運(yùn)行。在變形紋理模型完成計(jì)算后，可以運(yùn)行MEDC模型，從而將預(yù)測的變形織構(gòu)作為初始織構(gòu)輸入到MEDC模型中。
此分析技術(shù)提供了織構(gòu)分析工具，如極圖、反極圖和HCP晶體的Kearns數(shù)，特別是對于總α相的統(tǒng)計(jì)。
該模型可以在完成變形織構(gòu)模型后運(yùn)行，也可以使用已知或假定的變形織構(gòu)作為獨(dú)立的變形織構(gòu)模型運(yùn)行。在變形紋理模型完成計(jì)算后，可以運(yùn)行MEDC模型，從而將預(yù)測的變形織構(gòu)作為初始織構(gòu)輸入到MEDC模型中。
