晶粒模型
關注創建者：阿信老師 創建時間：2018-07-17
晶粒模型的視頻教程
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(2)-材料幾何結構的理論基礎
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(2)-材料幾何結構的理論基礎，第2章是關于材料微觀結構理論基礎的講解，課程包含下面4部分內容： 2.1 材料微觀結構的建模方法匯總 2.2 Voronoi幾何模型的建模方法 2.3 Laguerre幾何模型的建模方法 2.4 真實晶粒幾何模型的建模方法 關鍵字：材料微觀結構；Voronoi幾何模型；Laguerre幾何模型；真實晶粒幾何模型
￥199 1小時9分鐘 797播放
查看
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(0)-前言介紹
，如何基于EBSD實驗獲得的晶粒尺寸分布構建晶粒幾何模型，并基于EBSD實驗獲得的晶粒取向信息構建晶粒材料模型的教學，如何修改inp關鍵字文件，宏細觀耦合的基礎理論，如何采用子模型技術以及后處理提取數據的教學等。
免費 18分鐘 988播放
查看
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(6)-總結
，如何基于EBSD實驗獲得的晶粒尺寸分布構建晶粒幾何模型，并基于EBSD實驗獲得的晶粒取向信息構建晶粒材料模型的教學，如何修改inp關鍵字文件，宏細觀耦合的基礎理論，如何采用子模型技術以及后處理提取數據的教學等。
免費 9分鐘 1252播放
查看
晶粒模型的實例教程
在進行多晶粒材料力學數值模擬時，voronoi模型被廣泛應用，目前算法也較多，有興趣的同學可參考計算機圖形學相關教材。
就筆者個人經驗，voronoi晶粒模型的網格質量往往會對計算過程和結果產生較大影響。原因就在于：常規算法得到的voronoi圖形出現的短邊和小平面會導致模型整體單元數量增加以及不良單元出現概率增大。解決這類問題的方法就是：voronoi圖形優化，去除短邊和小平面。
本期案例為一個立方體模型，晶粒數量均為20個，對比voronoi多面體經過圖形優化和沒有優化的網格差異。
圖1、voronoi晶粒形狀優化與網格質量對比，左圖為Cubic_1、右圖為Cubic_2，從上至下依次為幾何結構圖、網格剖分圖，零厚度內聚力單元晶界圖
從上圖可知，經過形狀優化后的voronoi晶粒模型網格質量得到了有效提升，網格數量明顯下降，不良單元得到了消除。不難看出，經過優化的模型，計算時長和結果精度將會優于未優化的模型。
注： 本項目目前不接受答疑，僅提供工程協作，協作范圍：各類立方體狀、柱狀、球狀voronoi晶粒模型的構建，包含但不限于：常規模型，優化模型，晶粒長大模型、包含亞晶粒的多尺度晶粒模型等。
如需協作請提前將個人需求整理成word，私信留言，我會及時回復。
更多文章請關注微信公眾號：ABAQUS二次開發
展開 結合電子背散射衍射（EBSD）實驗與耦合熱–力的多晶相場模擬，揭示電鍍 TXV-Cu 在退火過程中的晶粒演化行為及其對可靠性的影響;基于相場方法的退火晶粒演化模型，將溫度依賴的界面遷移率、界面能及熱膨脹效應納入描述框架，從而在數值模擬中再現 TXV-Cu 的微觀組織演變過程。該模型不僅能夠為實驗觀察提供理論支撐，還可進一步用于預測不同工藝參數下 TXV-Cu 的組織演化規律，為優化工藝與提升器件可靠性提供指導。
本文介紹了一種梯度晶粒尺寸的多晶體模型的建立方法，需結合開源軟件Neper（https://neper.info/）使用。
二、建模方法與結果
根據需求生成對應的種子點坐標文件，提供給neper軟件，即可生成梯度模型。
image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_312" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/201808/a3a560fbacad49ce8c56ae3608491c03.jpg"><br></div><br>
</div><p>b對于三維模型，目前也是主要有以上兩種方法生成，但是對于三維模型，如果由MATLAB中的voronoi函數編程實現晶粒模型創建，那么，必須還要通過MATLAB再編一個提取定點坐標，然后由點構建線，由線構建面，由面構建體的程序，然后把模型導入ABAQUS中，雖然可以實現，但是過程比較復雜，因此，一般都選擇第二種方法。第二種方法就是使用Python中的voronoi函數直接編程實現，這樣模型無需通過中間過程，便可以直接在ABAQUS中生成，因為使用Python編程晶粒模型，必須借助于Python的一些庫，所以我們需要提前安裝這些庫文件。下面給出使用Python二次開發編程建立的三維voronoi晶粒模型:</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201808/6e77e1db7cc8433c971212874b0c35d5.jpg" alt="4.jpg" height="384" width="411"></p><p><br></p><p>2 使用插件建立voronoi模型:</p><p>當然，對于二維和三維模型目前還有一些公開的插件和收費的插件可用，公開的插件用于二維voronoi模型建立的有homtool插件，對于三維voronoi模型建立的有應用于linux系統上的neper軟件，這需要具備一定的linux基礎，另外需要詳細研究neper的使用。
展開 /
5、matlab建立三維晶粒模型
需要自己編程實現，然后導入到abaqus中
教程參考：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/428641 （編程）
6、python建立三維晶粒模型
需要自己編程實現，可以直接在abaqus中運行
教程參考：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10097
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/263144 （編程）
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/425174 （插件）
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1794909 （插件）
7、neper生成晶粒導入abaqus的程序neper2cae，并插入cohesive單元PyCiGen
自己編程實現，參考論文：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352711020303642
下載地址： https://github.com/ngrilli/Neper2CAE https://github.com/ngrilli/PyCiGen
附上代碼：
Neper2CAE-master.zip
PyCiGen-master.zip
本貼主要介紹下在Ubuntu下安裝neper的整個詳細過程
軟件：Win10+VMware station pro16+Ubuntu20.04
1.
展開 
晶粒模型的最新內容
初始RVE模型使用neper建模，建立一個包含100個晶粒的多晶模型：
matlab導入幾何模型網格：
并沿著X方向進行1.0%的拉伸變形，所有量綱使用m-s-pa。
拉伸變形結束后的累計剪切滑移結果：
拉伸變形結束后的統計儲存位錯密度分布結果：
拉伸變形結束后的幾何必須位錯密度分布結果：
五大基礎案測試例如下：
一：2D單相對數正態分布1000個晶粒模型（尺寸1*1）（0.1s）
二：2D雙相對數正態分布500個晶粒模型（0.1s）（體積分數0.2：0.8，晶粒個數450：50）
自動生成對應的統計信息：
點擊下載可以直接獲取所有相關的晶粒信息
三：隨機的500個晶粒的3D單相模型（0.1s）
四：隨機的1000個晶粒的3D雙相模型
本案例介紹在Abaqus CAE內建立呈現不同梯度分布模式的二維Voronoi晶粒結構模型。
模型輪廓草圖預先在AutoCAD內建立，在“0”圖層上建立正方形，在“hole”圖層建立內部的孔，這里的孔采用的是正多邊形，以確保能以多邊形的邊長生成對應的梯度晶粒。
首先需要在AutoCAD內手動建立需要的三維模型部件，然后通過CAD三維模型Voronoi劃分插件設置晶粒參數，對模型進行Voronoi三維分區。
本案例介紹在COMSOL內建立大小尺寸梯度分布的晶粒結構模型。
首先通過AutoCAD軟件繪制矩形模型外邊框線，模型外邊框應當在“0”圖層上繪制，并且應采用一條多段線分段繪制，分段的原則為每段尺寸對應相應位置的晶粒尺寸數據。
插件內置多種Voronoi劃分模式，可應對復雜三維模型的晶粒劃分。
使用須知
1、插件使用需注冊，售價為單機許可價格；
2、插件兼容Windows系統，運行需要安裝AutoCAD（2010~2026及以上版本均可使用）。
3、售后及技術支持請聯系作者。
樣圖實例
可下載插件生成的模型樣圖，并進行其他軟件的導入測試及模擬。
考慮GND的大變形冷軋模擬4個月前
作者提供的GND計算方式可以作為顯式GND計算的一個高效的引入方式：
使用作者提供的理論模型，構建相同的數值模型，模擬包含500個晶粒的316L模型，測試顯式GND引入的計算效率。
實現策略驗證使用包含200個晶粒的二維模型拉伸驗證。
結合電子背散射衍射（EBSD）實驗與耦合熱–力的多晶相場模擬，揭示電鍍 TXV-Cu 在退火過程中的晶粒演化行為及其對可靠性的影響;基于相場方法的退火晶粒演化模型，將溫度依賴的界面遷移率、界面能及熱膨脹效應納入描述框架，從而在數值模擬中再現 TXV-Cu 的微觀組織演變過程。
本案例介紹在COMSOL內建立二維Voronoi晶粒及晶界模型。
泰森多邊形模型通過CAD Voronoi V2.1插件建立，設置模型參數后運行插件即可在AutoCAD內自動完成Voronoi的建模。
