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多晶體

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創建者：飛往冥王星 創建時間：2018-08-31

多晶體的視頻教程

基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析(1)-Voronoi多晶體模型生成方法
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析(1)-Voronoi多晶體模型生成方法

多晶體模型生成方法教學分為以下3個方面： Dream.3D | Neper | Matlab 基于Abaqus軟件進行晶體塑性有限元分析(1)-Voronoi多晶體模型生成方法 關鍵字：Abaqus軟件；晶體塑性有限元；多晶體模型；周期邊界條件 Finite element analysis of crystal plasticity based on Abaqus

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基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析(3)-Voronoi多晶體模型邊界條件的構建
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析(3)-Voronoi多晶體模型邊界條件的構建

為了幫助大家在學習晶體塑性有限元分析過程中少犯錯和少走彎路，系列課程基于Abaqus軟件進行晶體塑性有限元分析(3)-Voronoi多晶體模型邊界條件的構建。

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4.DAMASK晶體塑性有限元平臺案例實戰教程——多晶體晶體塑性分析——Mg(HCP)
4.DAMASK晶體塑性有限元平臺案例實戰教程——多晶體晶體塑性分析——Mg(HCP)

課程目標： 對DAMASK晶體塑性有限元平臺的運行原理有基本了解 熟悉掌握DAMASK的前后處理 熟練掌握DAMASK譜求解器的使用 熟練掌握Paraview的使用 章節目錄： 課程簡介 實戰一：(FCC)2D多晶體鋁合金晶體塑性分析 實戰二：(BCC)雙相合金鋼晶體塑性分析 實戰三：(HCP)多晶體晶體塑性分析——Mg 實戰四：單晶取向對相鄰晶粒應力和應變分布的影響

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多晶體圖1

多晶體的實例教程

上述所建立的模型十分形象而又直觀地揭示了金屬材料內部晶粒大小、形狀、空間位置分布特點，較為真實地反映了金屬材料的微觀組織形態，接下來只需將材料參數、取向、加載方式和約束條件等信息添加到上述所建立的多晶體有限元模型INP文件里，最終便得到可以用于有限元模擬分析的三維Voronoi多晶體有限元模型。 MATLAB中生成的voronoi多晶體模型 ABAQUS中生成的voronoi多晶體有限元模型（含加載和約束） 如有需要10個晶粒的voronoi多晶體有限元模型（inp模型文件）及相應的UMAT子程序可以購買，更多關于如何在ABAQUS中生成圖示所示10個晶粒的voronoi多晶體有限元模型可以私信。如需要在MATLAB中如何生成voronoi多晶體模型的程序價格另外商議。本收費內容只包含10個晶粒的voronoi多晶體模型inp文件、相應的UMAT子程序。購買本模型文件的朋友如有需要，請私信我，可免費贈送在MATLAB中生成voronoi多晶體的Multi-Parametric Toolbox(MPT)工具箱。 有限元分析結果
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上述所建立的模型十分形象而又直觀地揭示了金屬材料內部晶粒大小、形狀、空間位置分布特點，較為真實地反映了金屬材料的微觀組織形態，接下來只需將材料參數、取向、加載方式和約束條件等信息添加到上述所建立的多晶體有限元模型INP文件里，最終便得到可以用于有限元模擬分析的三維Voronoi多晶體有限元模型。 MATLAB中生成的voronoi多晶體模型 ABAQUS中生成的voronoi多晶體有限元模型（含加載和約束） 如有需要10個晶粒的voronoi多晶體有限元模型（inp模型文件）及相應的UMAT子程序可以購買，更多關于如何在ABAQUS中生成圖示所示10個晶粒的voronoi多晶體有限元模型可以私信。如需要在MATLAB中如何生成voronoi多晶體模型的程序價格另外商議。本收費內容只包含10個晶粒的voronoi多晶體模型inp文件、相應的UMAT子程序。購買本模型文件的朋友如有需要，請私信我，可免費贈送在MATLAB中生成voronoi多晶體的Multi-Parametric Toolbox(MPT)工具箱。
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多晶體材料的斷裂研究有助于深入了解材料在微觀尺度下的力學行為，包括裂紋如何形成、擴展以及停止，這對于發展和完善固體力學和斷裂力學理論至關重要。本案例介紹在ABAQUS內基于Voronoi建立多晶體材料晶粒及晶界模型，并進行多晶材料的斷裂模擬。 多晶材料晶粒及晶界模型采用CAD Voronoi V3 多圖層版生成，插件可將不同組分的晶粒在CAD內進行分圖層繪制，可控制晶粒占比參數，以精確建立多晶體模型。 在AutoCAD內將不同成分的晶粒分別另存為dxf格式文件，并導入到ABAQUS建立草圖，利用草圖建立多組晶粒及晶界部件，本案例中，共建立了五種不同的晶粒。 新建荷載施加裝置，并與多晶體模型裝配為整體，同時對不同組分的晶粒及晶界設置材料。由于本案例研究多組分晶粒模型的斷裂情況，因此不同組分的晶粒設置了不同的損傷破壞材料參數。 設置加載塊及支座與試件間的接觸。 編輯 跳轉 將下部支座固定，上部施加豎向位移，完成載荷的設置。 進行網格劃分。 建立作業提交計算并查看多晶模型的開裂結果。
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粘塑性自洽多晶體塑性模型（Visco-plasitic Self Consistant，VPSC）是由美國Los Alamos國家實驗室的C.N. TOME 教授和R.A. Lebensohn教授聯合開發的，最早開發于20世紀90年代初期，后來經過多個版本的升級，現在已經很完善。VPSC適用于各種金屬材料（如鋁合金、鋼材、鎂合金），各種加載方式（如單向拉伸、單向壓縮、剪切、平面應變、雙向拉伸等）下的宏觀力學性能和微觀結構演化模擬，也可以針對多相金屬（如雙相鋼等）。 與宏觀本構模型不同，VPSC不僅能夠模擬變形過程中材料宏觀力學性能的演化過程，還可以同時模擬材料內部由于變形引起的織構演化過程，實現宏觀與微觀結合，從而使我們更加深刻地理解材料的變形過程。例如對于初始隨機織構的奧氏體鋼，想知道其在單向拉伸和單向壓縮加載條件下，其宏觀流動應力和微觀織構演化過程，就可以通過設置合適的參數用VPSC實現，結果如下： 圖1. 隨機織構極圖 圖2. 單向壓縮過程等效應力-等效塑性應變曲線 圖3. 單向壓縮100%時的織構 圖4. 單向拉伸過程等效應力-等效塑性應變曲線 圖5.
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多晶體模型采用三維Voronoi算法生成，試件尺寸為150×150×300mm棱柱模型，對晶格指定五種不同材料，實現晶格間的差異性。 對試件進行力學模擬，下側為固定邊界，限制z方向的位移，上表面通過給定位移的方式實現軸壓模擬。 不同晶格的楊氏模量如下圖所示。 計算所得的應力及位移云圖。 COMSOL晶體建模可采用CAD Voronoi 3D插件進行，插件下載鏈接： https://www.yqgqt.org.cn/post/1915603
多晶體圖2

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：《An elasto-viscoplastic formulation based on fast Fourier transforms for the prediction of micromechanical fields in polycrystalline materials》 DOI：10.1016/j.ijplas.2011.12.005 在計算微觀力學領域，如何高效預測多晶體內部的異質應力場量一直是核心難題
作者的整體設計思路如下圖： 總結：工程實用性與計算效率的絕對飛躍這套“GSH-PCA降維 + fPCA重構 + GP預測”的全新組合拳，使得原本需要耗費數天的龐大多晶體模擬任務，如今不到一秒即可完成 。這種革命性的效率躍升，為依賴成千上萬次模擬迭代的蒙特卡洛分析、材料不確定性傳播以及微觀結構優化設計真正掃清了算力障礙 。
多晶體材料的斷裂研究有助于深入了解材料在微觀尺度下的力學行為，包括裂紋如何形成、擴展以及停止，這對于發展和完善固體力學和斷裂力學理論至關重要。本案例介紹在ABAQUS內基于Voronoi建立多晶體材料晶粒及晶界模型，并進行多晶材料的斷裂模擬。
可用于研究多晶體材料中的各組分晶體比例以及晶界厚度等因素對多晶體特性的影響。 使用說明 首先在插件內設置好模型參數，并將分圖層設置為“關”，運行一次插件，繪圖完成后會在CAD內建立未進行區域劃分的Voronoi圖形，并在插件文件夾內建立當前圖形特征的vor.afdb文件。
模型應用 插件生成的多組分Voronoi晶體可進行多晶體材料科研繪圖，也可導入ABAQUS、ANSYS、COMSOL、LS-DYNA、Fluent等其他有限元軟件內，實現不同晶體材料的區分并進行有限元模擬。
可用于Abaqus晶體塑性有限元、非均質晶格、多晶體、三維Voronoi等模型構建及研究。 模型說明 插件采用離散(背景網格)Voronoi模型生成，對單元（Element）進行集（Set）劃分，實現二維及三維Voronoi晶格。
其中應力集中主要出現在晶界附近，大應變出現在NiTi多晶體圓柱的核心位置。SSD密度和GND密度以相似的方式表現出不均勻分布。 SSD和GND都聚集在晶界附近。SSD密度隨著塑性應變的增加而增加，而GND密度則隨著塑性應力的增加而降低。 此外，總位錯密度隨著塑性應變的增加而增加。
圖6 EBSD分析的工作原理(多晶體分析) 晶體取向分析 歐拉角 通過EBSD實驗，我們可以獲得多晶體試樣表面m*n個采樣點的取向信息(Euler1、Euler2、Euler3)。與彩色圖像每個像素點存在RGB三組信息類似，取向信息的每個采樣點存在三組歐拉角角度信息，這三組角度信息代表了晶格在空間中的唯一取向信息。
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。
基于neper所生成的.geo或.tess文件中所包含的幾何信息，結合python語言進行ABAQUS的二次開發，可以很方便地實現具有更多特征及功能的多晶體組織模型。