織構分析的案例
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
織構體積分數的演化
Abaqus調用damask實現軋制變形中FCC，BCC織構演化分析------案例六
Abaqus調用damask實現軋制變形中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據
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
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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 (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）而開發的，理論的基本出發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，滿足應變協調，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部的響應情況分析，往往用于定性分析滑移系統開動情況，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，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調。
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干貨：基于MEDC模型的鈦合金熱處理相變模擬
DEFORM MEDC（Microstructure Evolution During Cooling）模型可應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，以預測轉變織構。根據變異選擇規則，MEDC模型預測了初生α相晶粒尺寸、初生α、β相和次生α相的體積分數，并根據變量選擇規則從β轉化為次生α相的織構。
在DEFORM中實現了兩個變量選擇規則，即隨機變體選擇和首選變量選擇規則，以最佳匹配初生α相的極圖。織構可以在羅德里格斯空間或歐拉空間中表示。MEDC模型的輸入數據包括MEDC模擬控制數據、材料定義、從β相到初生α和β到次生α的相變數據、初始織構、α和β相的初始體積分數以及初始的初生α相晶粒尺寸。對于DEFORM數據庫中保存的每個步驟，輸出數據包括上述微觀結構特征。此分析技術提供了織構分析工具，如極圖、反極圖和HCP晶體的Kearns數，特別是對于總α相的統計。
該模型可以在完成變形織構模型后運行，也可以使用已知或假定的變形織構作為獨立的變形織構模型運行。在變形紋理模型完成計算后，可以運行MEDC模型，從而將預測的變形織構作為初始織構輸入到MEDC模型中。如果MEDC被用作一個獨立的模型來預測變形織構，而沒有任何先前的變形織構模型結果，那么用戶可以使用一個典型的DEFORM熱處理數據庫以及測量的變形織構(EBSD)或假定的變形織構數據作為MEDC模型的初始織構。
DEFORM能夠進行α+β相及亞穩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相的轉變，從而有利于控制熱處理相成分的最終轉變量及相尺寸。
展開 基于MEDC模型的鈦合金熱處理相變模擬
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DEFORM MEDC（Microstructure Evolution During Cooling）模型可應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，以預測轉變織構。根據變異選擇規則，MEDC模型預測了初生α相晶粒尺寸、初生α、β相和次生α相的體積分數，并根據變量選擇規則從β轉化為次生α相的織構。
在DEFORM中實現了兩個變量選擇規則，即隨機變體選擇和首選變量選擇規則，以最佳匹配初生α相的極圖。織構可以在羅德里格斯空間或歐拉空間中表示。MEDC模型的輸入數據包括MEDC模擬控制數據、材料定義、從β相到初生α和β到次生α的相變數據、初始織構、α和β相的初始體積分數以及初始的初生α相晶粒尺寸。對于DEFORM數據庫中保存的每個步驟，輸出數據包括上述微觀結構特征。此分析技術提供了織構分析工具，如極圖、反極圖和HCP晶體的Kearns數，特別是對于總α相的統計。
該模型可以在完成變形織構模型后運行，也可以使用已知或假定的變形織構作為獨立的變形織構模型運行。在變形紋理模型完成計算后，可以運行MEDC模型，從而將預測的變形織構作為初始織構輸入到MEDC模型中。
如果MEDC被用作一個獨立的模型來預測變形織構，而沒有任何先前的變形織構模型結果，那么用戶可以使用一個典型的DEFORM熱處理數據庫以及測量的變形織構(EBSD)或假定的變形織構數據作為MEDC模型的初始織構。
展開 晶體塑性有限元仿真入門(5)—歐拉角與晶體取向
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等表征技術的發展，各種SCI期刊的發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 粘塑性自洽多晶體塑性模型軟件（VPSC）課程培訓通知
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
（1） 晶體取向簡介
（2） 歐拉角轉換基礎
（3） 織構形成與分析
（4） Vpsc中的拉、壓及軋制變形
3、 輸出文件處理
（1） 應力-應變文件處理
（2） 極圖生成
（3） 其他相關數據處理
5、 案例：
案例1：FCC軋制變形：
圖1:軋制變形后的FCC金屬極圖
案例2：FCC平面應變壓縮+剪切變形：
圖2: 平面應變壓縮+剪切變形后的FCC金屬極圖
案例3：BCC軋制變形(單滑移系)：
圖3: BCC金屬軋制變形(單滑移系)后的極圖和反極圖
案例4：BCC軋制變形(多滑移系)：
圖4: BCC金屬軋制變形(多滑移系)后的極圖和反極圖
案例5：Bcc材料在扎制變形過程中的織構及滑移系激活
六、費用及發票：
1. 教學費用：聯系客服獲取最新培訓價格.
2. 付款方式：微信，支付寶，對公轉賬等
3. 發票信息：出具正式發票（普票）
七、聯系信息：
微信：CAE320(昵稱:AAA耗子)
QQ: 2947967437(昵稱:320科技工作室)
展開 晶體塑性每日文章推薦（二十三）
發現考慮傳統模型可以捕捉FCC結構的應力應變行為，但無法很好的預測低層錯能金屬的織構特征，尤其是平面應變壓縮或冷軋變形（低層錯能金屬通常獲得的織構為brass型織構，而中高層錯金屬通常織構為coppor型織構），作者分析認為對于低層錯能的FCC金屬（如黃銅等），考慮微剪切帶的建模對于織構預測的準確性是至關重要的，即黃銅型織構和銅型織構之間的主要差異是由于剪切帶而非變形孿晶引起的。然而，變形孿晶在影響應變硬化響應中起著重要作用，也可能在微尺度剪切帶的萌生中起到重要作用。因此提出了一個考慮滑移+孿生＋微剪切帶的FCC結構的晶體塑性模型，并成功預測了低層錯能金屬的織構特征，該方案被大量引用是目前FCC結構考慮孿生+剪切帶的主流晶體塑性模型，并已被集成到damask軟件平臺。作者使用的模型介紹如下：
晶體滑移區域與孿晶區域的應力分別為
其中L表示四階彈性剛度張量，E是柯西格林應變，T是PK2應力
兩個區域對應的四階彈性剛度張量的關系為
晶體架構下的柯西應力可以簡單的表示為：
其中f是每個孿生系統對應的體積分數
速度梯度的貢獻包含三部分：
對于FCC結構，滑移最有可能局限于共面或近共面滑移系統。因此，預計Ns-tw將遠小于Ns，故右側的第三項通常不考慮
考慮孿生的極性，孿生體積分數的演化表示為：
此外，滑移和孿生的應變硬化表示為：
滑移：
孿晶：
使用作者提出的滑移+孿晶模型預測的平面應變壓縮織構為：
考慮剪切帶效應的修正模型：
考慮滑移+孿晶+剪切帶效應模型預測的織構結果：
作者最終分析得到的結論為：，銅型和黃銅型織構之間差異的主要成分是由于微觀尺度剪切帶，而不是由于變形孿晶。
展開 重慶大學《MSEA》：Mg和Si含量對Al-Mg-Si合金組織性能影響
影響Al-Mg-Si合金的彎曲性能因素有：1）織構；2）含Fe相的形貌、尺寸和數量；3）再結晶晶粒尺寸；4）晶界析出相。板材的再結晶織構、析出相、晶粒尺寸與合金成分以及熱加工工藝密切相關。目前，關于Al-Mg-Si合金板材的彎曲性能研究的不多，尤其是合金成分以及熱加工工藝對翻邊性能的影響。
重慶大學、中鋁科學院和加拿大英屬哥倫比亞大學等單位的研究人員設計了四組不同Mg/Si比的Al-Mg-Si合金，探討了Mg和Si元素含量對合金板材微觀組織、織構和彎曲性能的影響，通過SEM、TEM、EBSD和XRD等手段分析了鑄態、均勻化處理、熱軋和冷軋以及固溶處理后合金中析出相、織構的演變。通過VPSC模擬了Al-Mg-Si合金板材的應力應變行為以及塑性應變比r值，討論了板材在180°彎曲過程中的斷裂機理。相關論文以題為“The effect of Mg and Si content on the microstructure, texture and bendability of Al-Mg-Si alloys”發表在Materials Science & Engineering A。
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