EBSD多晶建模
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
EBSD多晶建模的視頻教程
基于EBSD實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的晶體塑性有限元建模-更新方法
針對實(shí)驗(yàn)測試ebsd數(shù)據(jù)，結(jié)合mtex，對ebsd數(shù)據(jù)進(jìn)行清理，最終建立基于實(shí)驗(yàn)ebsd結(jié)果的晶體塑性模型，并輸出inp文件。 附件中包含課件中作為例子的cft，以及主要的腳本程序。
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基于EBSD實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的晶體塑性有限元建模(CPFEM,CP-FEM)與分析
本課程將介紹，如何通過實(shí)驗(yàn)獲得的EBSD數(shù)據(jù)，構(gòu)建晶體塑性有限元模擬的微觀組織模型，從而實(shí)現(xiàn)基于EBSD實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的晶體塑性有限元建模(CPFEM,CP-FEM)與分析。
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EBSD多晶建模的實(shí)例教程
這里以DREAM 3D 為建模軟件，建立兩類模型，模擬DP雙相鋼在周期性邊界體條件下整體的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)以及織構(gòu)演化情況。
本案例采用該代碼，模擬相同參數(shù)情況下FEPX結(jié)果與<a href="/major/abaqus">abaqus結(jié)果的比較，以及一些多晶變形案例，織構(gòu)演化等。
模型運(yùn)行包含
1，umat_xtal 晶體塑性主程序
2，texture文件，用于織構(gòu)的輸出
3，test文件，用于確定采取的迭代方案，收斂判據(jù)，織構(gòu)輸出頻率，
4，params_xtal文件，一些參量的類型
5，numbers文件，變量類型，公共區(qū)
6，fcc文件，晶體的彈塑性屬性，以及滑移系統(tǒng)
需要注意的是：模型使用的是Voce硬化類似于vpsc模型，具體可以參
參考作者發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)以及FEPX使用說明書
使用的材料參數(shù)如下圖，對應(yīng)FEPX模型的案例一
利用FEPX得到的結(jié)果與開源代碼得到應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)結(jié)果如下圖（存在
較小差異，F(xiàn)EPX使用了高階單元，而在abaqus計算時采用了線性四面
體單元，并且取向存在差異）兩者具有良好的一致性
同時比較了使用taylor模型和多晶模型模擬織構(gòu)演化的差異
初始取向
FCC拉伸織構(gòu)
taylor模型結(jié)果
多晶模型模擬結(jié)果
FCC壓縮織構(gòu)
taylor模型結(jié)果
多晶模型模擬結(jié)果
FCC軋制織構(gòu)
taylor模型結(jié)果
多晶模型模擬結(jié)果
多晶拉伸變形結(jié)果如下
50個晶粒5%應(yīng)力應(yīng)變分布
500個晶粒10%變形應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)
在相同初始取向下，其變形過程中應(yīng)力分布情況與damask的計算結(jié)果也保持了良好的一致性。因此感興趣的同學(xué)可以嘗試使用該開源代碼。鏈接為Category:Mesoscale - EVOCD (msstate.edu)
展開 相比于6.5X版本的Dream 3D，Dream 3D 7.0版本已從頭開始完全重寫，代碼庫的重寫產(chǎn)生了一個新的底層庫，新的用戶界面：
新版本的重大更新是引入了可視化界面（效果類似于Paraview）而且可以對數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)化和相關(guān)后處理，非常適合Abaqus或damask的后處理：
支持導(dǎo)入的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括：
支持多種顏色渲染，渲染效果如圖：
同時新版本特別適合分析EBSD數(shù)據(jù)：
不過值得注意的是當(dāng)前版本中使用時不包括生成代表性RVE多晶模型的工作管道，該功能目前只能通過舊版本進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。同時新版本包含個人付費(fèi)版本和學(xué)生免費(fèi)使用版本，需要的小伙伴可以下載后使用。這里顯示一下裝載到Windows上的Dream 3D作為Ababqus模擬后處理的圖形界面效果。
變形后應(yīng)變分布：
累計剪切滑移
應(yīng)力場分布特征
類似的效果可以用于處理Damask的結(jié)果，可以了看到新版本的圖形渲染功能還是很強(qiáng)大的。感興趣的可以下載了解，或者加入我的知識星球進(jìn)行溝通交流。知識星球鏈接
展開 Damask官方提供了一個簡單的多晶變形案例，可以直接用于初次的嘗試
官方案例如下：
其中第一個文件是單晶的材料屬性文件，定義和使用原生的damsk求解器格式完全一致，第二個文件時多晶模型，邊界和網(wǎng)格文件，內(nèi)容如下圖所示：
可以直接打開MARC軟件在文件夾終端對應(yīng)（mentat）
主界面如圖所示：
然后導(dǎo)入官方案例如下圖所示（不同顏色表示不同材料）
提交運(yùn)算并選擇用戶子程序即可：
運(yùn)行時可以根據(jù)電腦的核心進(jìn)行多核并行運(yùn)算：
同時可以在計算面板監(jiān)控運(yùn)行的狀態(tài)：
計算結(jié)果如下圖所示（使用marc進(jìn)行可視化即可）：
等效應(yīng)力云圖：
等效塑性應(yīng)變云圖：
目前進(jìn)行了官方案例的嘗試，后續(xù)會進(jìn)行更多案例的展示
對相關(guān)問題感興趣的歡迎點(diǎn)贊訂閱打賞，同時對damask建模以及與MARC耦合建模感興趣的歡迎加入知識星球討論交流，加入鏈接如下圖所示：
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EBSD多晶建模的最新內(nèi)容
DAMASK（Düsseldorf Advanced Material Simulation Kit）是面向材料微觀—宏觀耦合的多物理場晶體塑性平臺，既能做頻譜（FFT）網(wǎng)格求解，也能和有限元求解器協(xié)同。3.x 版本官方給出三種求解路徑：自帶的 DAMASK_grid（規(guī)則網(wǎng)格）、DAMASK_mesh（非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格），以及商業(yè)有限元 MSC Marc 接口（FEM）。這么做的好處是：微結(jié)構(gòu)演化/
相比于6.5X版本的Dream 3D，Dream 3D 7.0版本已從頭開始完全重寫，代碼庫的重寫產(chǎn)生了一個新的底層庫，新的用戶界面：
新版本的重大更新是引入了可視化界面（效果類似于Paraview）而且可以對數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)化和相關(guān)后處理，非常適合Abaqus或damask的后處理：
支持導(dǎo)入的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括：
支持多種顏色渲染，渲染效果如圖：
同時新版本特別適合分析
常見的雙相金屬材料：
雙相鋼：鋼是由鐵和碳組成的雙相合金，其中鐵是主要組成成分，而碳在鋼中以固溶體的形式存在。其他合金元素如錳、鉻、鎳等也可以添加到鋼中，以改善其性能。
銅-鋅合金（黃銅）：黃銅是由銅和鋅組成的雙相合金。不同比例的銅和鋅可以產(chǎn)生不同類型的黃銅，具有良好的可加工性和耐腐蝕性，廣泛用于制作管道、五金配件和樂器等。
鈦合金：鈦合金是由鈦和其他合金元素（如鋁
MSU密歇根州立大學(xué)大晶體塑性是目前主流開源的晶體塑性代碼之一，可免費(fèi)獲得，并且同時可以考慮FCC，BCC，HCP的滑移和孿晶變形，在一些期刊中被應(yīng)用，目前該代碼已經(jīng)集成到FEPX計算軟件中，支持并行運(yùn)算，計算效率很高。本案例采用該代碼，模擬相同參數(shù)情況下FEPX結(jié)果與<a href="/major/abaqus">abaqus結(jié)果的比較，以及一些多晶變形案例，織構(gòu)演化等。
模型運(yùn)行包含
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