多相材料分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
多相材料分析的視頻教程
前面課程的補(bǔ)充-多相材料的晶體塑性有限元模擬（fcc/bcc的補(bǔ)充）
本課程是針對(duì)前面課程-《包含滑移、孿生變形機(jī)制的hcp金屬晶體塑性有限元》的補(bǔ)充，在UMAT中做了適當(dāng)添加，能完成FCC/BCC的滑移與HCP滑移+孿生的雙相、多相材料晶體塑性建模模擬，注意的是針對(duì)FCC/BCC晶體材料，僅有滑移機(jī)制，無(wú)法進(jìn)行FCC/BCC孿生的模擬。
￥200 12分鐘 282播放
查看
難加工材料切削優(yōu)化的多尺度分析與跨技術(shù)關(guān)聯(lián)性研究
在航空航天、能源動(dòng)力等高端制造領(lǐng)域，難加工材料構(gòu)件的精密制造已成為制約裝備性能提升的關(guān)鍵瓶頸。以航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤、鈦合金薄壁構(gòu)件為典型代表，這類構(gòu)件通常要求在極端工況下保持結(jié)構(gòu)完整性與功能穩(wěn)定性，其制造過(guò)程面臨著材料切削性能與加工質(zhì)量控制的雙重挑戰(zhàn)。
免費(fèi)
查看
多相材料分析的實(shí)例教程
晶體塑性有限元仿真入門(2)--BCC、FCC、HCP晶格材料以及多相材料的有限元模擬
這篇文章講解如何使用晶體塑性有限元方法(CPFEM)進(jìn)行不同晶格材料以及多相材料的變形模擬，CPFEM是基于商業(yè)有限元軟件ABAQUS完成的建模，晶體塑性本構(gòu)模型是使用的開(kāi)源的UMAT用戶子程序(源碼和inp文件見(jiàn)附件)。采用CPFEM模擬了面心立方結(jié)構(gòu)(FCC)、體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)和密排六方結(jié)構(gòu)(HCP)的單晶、多晶及多相材料受到外部載荷時(shí)的力學(xué)響應(yīng)。基于滑移原理的晶體變形理論，隨著變形的進(jìn)行各滑移系統(tǒng)的臨界剪應(yīng)力都會(huì)增大，CPFEM將捕捉到材料的力學(xué)響應(yīng)(應(yīng)力-應(yīng)變曲線)。這些應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)有助于從根本上理解晶粒尺度下金屬變形的性質(zhì)。
首先我們從一個(gè)簡(jiǎn)單的FCC晶格材料的例子入手，講解如何進(jìn)行有限元模型的創(chuàng)建，從完全新手的角度出發(fā)，一步步講解如何建模，賦予材料和處理仿真結(jié)果。
本文章包括以下八個(gè)部分：
1) FCC晶格材料的變形模擬-單晶體
2) FCC晶格材料的變形模擬-多晶體
3) BCC晶格材料的變形模擬-單晶體
4) BCC晶格材料的變形模擬-多晶體
5) HCP晶格材料的變形模擬-單晶體
6) HCP晶格材料的變形模擬-多晶體
7) 多相材料的變形模擬
8) 參考資料
1. FCC晶格材料的變形模擬-單晶體
幾何模型
如圖1.1a在草圖里繪制R0.015mm的圓形，拉伸0.05mm，最后得到如圖1.1b所示的圓柱體(R0.015mm&H0.05mm)。
展開(kāi) 在實(shí)際工程中滲流路徑往往不是單一材料，如滲流發(fā)生在夾雜碎石的土體中，這就造成滲流的復(fù)雜性。這里采用兩項(xiàng)材料通過(guò)COMSOL達(dá)西定律模塊對(duì)滲流進(jìn)行模擬。
模型采用CAD隨機(jī)球體顆粒&過(guò)渡區(qū)插件建立后導(dǎo)入到COMSOL軟件內(nèi)。
模型包括滲流發(fā)生的外側(cè)基體、內(nèi)部顆粒、顆粒及基體過(guò)渡區(qū)（ITZ）三部分組成，由于內(nèi)部顆粒的滲透系數(shù)遠(yuǎn)小于基體，因此可將其省略，邊界置為無(wú)流動(dòng)。設(shè)置過(guò)渡區(qū)的目的是在實(shí)際情況中，土體及內(nèi)部碎石顆粒間往往會(huì)有孔隙，這就造成了接觸面的實(shí)際滲透率遠(yuǎn)高于土體，模型剖切面如下。
模型設(shè)置左右兩側(cè)的水頭差，最終壓力及流速模擬結(jié)果如下。
1 前言
在Abaqus切削仿真中，目前多采用二維正交模型來(lái)轉(zhuǎn)化和代替各種加工形式。目前對(duì)于Abaqus切削仿真的可查資料中，多是模型建立和一些注意事項(xiàng)，對(duì)于其后處理過(guò)程較少提及。加工表面的粗糙度是表面質(zhì)量評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，仿真得到的微觀結(jié)構(gòu)的細(xì)觀變化也是切削仿真的一大研究重點(diǎn)。因此，對(duì)切削表面的輪廓提取是有必要的。
在Abaqus中，在后處理過(guò)程中，輪廓提取可以采用多種方式，例如建立路徑和導(dǎo)出連續(xù)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。但是多相材料建模通常采用不同的Part最后Assembly得到，建立路徑只能在獨(dú)立的Part中進(jìn)行。除此之外，網(wǎng)格劃分與一般的規(guī)則形狀得到的網(wǎng)格也不相同，多相材料劃分得到的網(wǎng)格往往并不規(guī)則，因此導(dǎo)出連續(xù)節(jié)點(diǎn)也是不現(xiàn)實(shí)的。因此，要想導(dǎo)出多相復(fù)合材料的表面輪廓需要尋求一種別的方式。
本篇小節(jié)只要針對(duì)多相復(fù)合材料的切削表面輪廓進(jìn)行講述，所使用的軟件包括Abaqus、AutoCAD、Excel和Origin。除了Abaqus切削仿真表面輪廓提取，也可對(duì)一些其它復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)的輪廓提取做出指導(dǎo)意義。
2 提取過(guò)程
如圖1所示為所選擇的一個(gè)案例的最終切削結(jié)果，其中顆粒和基體是單獨(dú)的Part，切削表面并不平整。提取目標(biāo)既最上面的一條輪廓曲線。要求：其中某一條線的實(shí)際長(zhǎng)度。
圖1 樣件的切削結(jié)果
第一步：在Abaqus Visualization界面下選擇命令Plot Deformed Shape，再點(diǎn)擊命令Render Model: Wireframe，得到如圖2所示的線框圖。
展開(kāi) 本貼的內(nèi)容是關(guān)于LS-DYNA的高級(jí)應(yīng)用，基于真實(shí)多相材料的物質(zhì)分布進(jìn)行建模，從而真實(shí)模擬多相物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)特性的技術(shù)。
以混凝土材料為例。
首先，獲取CT數(shù)據(jù)。這邊有一個(gè)關(guān)于CT數(shù)據(jù)的開(kāi)源網(wǎng)站https://www.digitalrocksportal.org/
獲取到raw文件后，用avizo軟件打開(kāi)，并生成二值化的tif圖。
接下來(lái)，就是實(shí)現(xiàn)多圖向網(wǎng)格生成的關(guān)鍵步驟了，可以參考 淵魚(yú) 大佬的帖子，或者自己編程。
一般無(wú)法直接生成lsdyna需要的k文件，需要借助其他建模或仿真軟件生成。
然后按照l(shuí)sdyna的一般建模思路計(jì)算。
最后的損傷結(jié)果如圖。
展開(kāi) 對(duì)于多相材料界面網(wǎng)格劃分難的問(wèn)題，上個(gè)帖子介紹了自適應(yīng)界面網(wǎng)格法，也給出了方法和技巧，本章再介紹一種規(guī)則網(wǎng)格法，即像素網(wǎng)格法。
而這個(gè)方法又分為兩種情況：
1 基于在軟件中建立的理想多相結(jié)構(gòu)；
2 基于SEM圖片（不限于）的真實(shí)多相結(jié)構(gòu)；
把第一種情況下建立好的模型截圖保存就成為了簡(jiǎn)單的第二種情況，因此，第一種情況其實(shí)也可以采用第二種情況下的解決辦法進(jìn)行處理的。
##########
第一種情況：基于在軟件中建立的理想多相結(jié)構(gòu)
在軟件中建立的幾何模型，往往不像拍出來(lái)的真實(shí)圖片，不含有多余的結(jié)構(gòu)，而且模型都是符合一定規(guī)則的有序排列組成（即便是隨機(jī)分布），所以我們可以通過(guò)自己編程/現(xiàn)有軟件對(duì)模型可以劃分出規(guī)則的全部六面體網(wǎng)格。
解決方法1：基于Dig（2d模型好像不行）/flac2d或3d
解決方法2：自己編寫程序或插件
解決方法3：基于oof2軟件
##########
第二種情況：基于SEM圖片（不限于）的真實(shí)多相結(jié)構(gòu)
解決方法1：自己編寫程序或插件
解決方法2：基于oof2/3D軟件
ABAQUS斷裂模擬收徒 ，快速學(xué)會(huì)各種ABAQUS斷裂模擬方法 **/人（將有機(jī)會(huì)享有各種插件以及程序，價(jià)值**、專門定制視頻、全程親自教學(xué)、各種模型調(diào)試及解答問(wèn)題等等，傾囊相教）
展開(kāi) 
多相材料分析的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
多相材料分析的最新內(nèi)容
abaqus纖維復(fù)合材料多次落錘沖擊-多分析步4個(gè)月前
<div contenteditable="false" width="100%">
Abaqus纖維復(fù)合材料層合板多次落錘沖擊仿真模型!采用多分析步的方式實(shí)現(xiàn)！
</div><div contenteditable="false" width="100%">
內(nèi)插0厚度cohesive單元以模擬分層
</div><div contenteditable="false" width
本貼的內(nèi)容是關(guān)于LS-DYNA的高級(jí)應(yīng)用，基于真實(shí)多相材料的物質(zhì)分布進(jìn)行建模，從而真實(shí)模擬多相物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)特性的技術(shù)。
以混凝土材料為例。
首先，獲取CT數(shù)據(jù)。這邊有一個(gè)關(guān)于CT數(shù)據(jù)的開(kāi)源網(wǎng)站https://www.digitalrocksportal.org/
獲取到raw文件后，用avizo軟件打開(kāi)，并生成二值化的
培訓(xùn)日程：
培訓(xùn)時(shí)間：9月5日-6日
培訓(xùn)地點(diǎn)：北京市朝陽(yáng)區(qū)天澤路潤(rùn)世中心B座12層
適用人群：結(jié)構(gòu)分析工程師（航空、航天、船舶等）、工藝分析工程師以及感興趣的其他專業(yè)人士。
培訓(xùn)目標(biāo)：
? Digimat軟件功能和工程應(yīng)用
? 多尺度分析理論以及Digimat的軟件功能實(shí)現(xiàn)（含案例操作）。基于上述培訓(xùn)內(nèi)容，讓學(xué)員建立起CFRP材料體系常用多尺度分析的能力
在實(shí)際工程中滲流路徑往往不是單一材料，如滲流發(fā)生在夾雜碎石的土體中，這就造成滲流的復(fù)雜性。這里采用兩項(xiàng)材料通過(guò)COMSOL達(dá)西定律模塊對(duì)滲流進(jìn)行模擬。
模型采用CAD隨機(jī)球體顆粒&過(guò)渡區(qū)插件建立后導(dǎo)入到COMSOL軟件內(nèi)。
模型包括滲流發(fā)生的外側(cè)基體、內(nèi)部顆粒、顆粒及基體過(guò)渡區(qū)（ITZ）三部分組成，由于內(nèi)部顆粒的滲透系數(shù)遠(yuǎn)小于基體，因此可將其省略，邊界置為無(wú)流動(dòng)
尊敬的先生/女士：
您好！
庭田科技有限公司攜手JSOL公司與賽默飛世爾科技MSD材料結(jié)構(gòu)部門（原FEI公司），誠(chéng)摯邀請(qǐng)您參加10月份的“全生命周期材料解決方案：J-OCTA與AVIZO的多尺度分析研討會(huì)”（原定于8月份的會(huì)議由于場(chǎng)地問(wèn)題調(diào)整至10月份）。這是一場(chǎng)專業(yè)的學(xué)術(shù)盛會(huì)，匯集了新材料及其CAE行業(yè)的領(lǐng)先人物，將為您提供前沿知識(shí)和優(yōu)質(zhì)的交流平臺(tái)。
<p>多個(gè)step分析</p>
當(dāng)復(fù)合材料遭遇雷擊時(shí)，復(fù)合材料會(huì)同時(shí)受到電-熱-力的耦合作用。根據(jù)焦耳熱定律，雷電流流過(guò)時(shí)由材料電阻產(chǎn)生的大量焦耳熱量使材料溫度上升，導(dǎo)致材料出現(xiàn)燒蝕損傷。燒蝕損傷也會(huì)使材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性能降低。受到雷擊作用后，復(fù)合材料的性能必然會(huì)下降，因此還需要對(duì)雷擊后復(fù)合材料的剩余強(qiáng)度進(jìn)行分析，定量計(jì)算雷擊對(duì)復(fù)合材料承載力的影響。
對(duì)復(fù)合材料的雷擊分析可以分為兩個(gè)步驟：1 電-熱強(qiáng)耦合分析，2 考慮初始燒蝕損傷的復(fù)合材料漸進(jìn)損傷分析
晶體塑性有限元仿真入門(2)--BCC、FCC、HCP晶格材料以及多相材料的有限元模擬
這篇文章講解如何使用晶體塑性有限元方法(CPFEM)進(jìn)行不同晶格材料以及多相材料的變形模擬，CPFEM是基于商業(yè)有限元軟件ABAQUS完成的建模，晶體塑性本構(gòu)模型是使用的開(kāi)源的UMAT用戶子程序(源碼和inp文件見(jiàn)附件)。采用CPFEM模擬了面心立方結(jié)構(gòu)(FCC)、體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)和密排六方結(jié)構(gòu)(HCP
(文章轉(zhuǎn)自復(fù)合材料力學(xué)公眾號(hào))
復(fù)合材料仿真分析真正用于指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)還有多遠(yuǎn)的路要走？看到這個(gè)問(wèn)題可能很多人會(huì)想，復(fù)合材料仿真分析蓬勃發(fā)展了幾十年不是一直都在用于指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)嗎？每天新發(fā)表的這方面的文章也是層出不窮。事實(shí)上，先進(jìn)的復(fù)合材料理論發(fā)展了幾十年，工業(yè)界仿真水平還是有所滯后，工業(yè)界設(shè)計(jì)驗(yàn)證還是以試驗(yàn)為主，仿真輔助，且是主觀經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的仿真。另外，還有一部分基本概念
當(dāng)復(fù)合材料遭遇雷擊時(shí)，復(fù)合材料會(huì)同時(shí)受到電-熱-力的耦合作用。根據(jù)焦耳熱定律，雷電流流過(guò)時(shí)由材料電阻產(chǎn)生的大量焦耳熱量使材料溫度上升，導(dǎo)致材料出現(xiàn)燒蝕損傷。燒蝕損傷也會(huì)使材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性能降低。受到雷擊作用后，復(fù)合材料的性能必然會(huì)下降，因此還需要對(duì)雷擊后復(fù)合材料的剩余強(qiáng)度進(jìn)行分析，定量計(jì)算雷擊對(duì)復(fù)合材料承載力的影響。
對(duì)復(fù)合材料的雷擊分析可以分為兩個(gè)步驟：1 電-熱強(qiáng)耦合分析，2 考慮初始燒蝕損傷的復(fù)合材料漸進(jìn)損傷分析
