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而建立晶界模型則采用的思路來源于現有開源python代碼Homtools（http://homtools.lma.cnrs-mrs.fr/spip/）。 借助于Neper所生成的.geo文件包含的點、線、面集合信息，將點、線、面等信息分別存儲于對應的數組內，隨后可以通過python控制ABAQUS的Partition Face功能，繪制初始的Voronoi圖，如圖1（a）所示。

abaqus后處理中顯示晶界可以是多晶塑性分析更加直觀，但abaqus未內置此功能，需要通過二次開發實現，這里分享一個插件用于實現該功能，插件源于一位法國讀博士老哥的分享，將該插件放入到abaqus plug-in中即可輕松的實現后處理晶界的顯示問題軟件用戶界面：得到的效果圖如下：如果您在文章中使用了該插件，請引用該作者對應的兩篇文獻：1，A physically-based

Neper2Abaqus是通過Bunge歐拉角和晶體坐標向量計算全局坐標向量并輸入到abaqus的材料屬性中，此外還需要為inp文件的每個晶界集合創建單獨的截面，以便指派材料屬性，并設置粘聚力模型的材料參數。

我們可以作者提出的模型完整的構建一個考慮晶界多尺度模型，演示如何計算每個滑移系對應的晶界通透系數，并將其轉化為晶界障礙應力引入晶體塑性本構中。通過對比是否考慮晶界障礙項，可以觀察晶界附近滑移活動、位錯密度分布以及應變局部化特征的變化。

在ABAQUS中可以利用Cohesive單元實現多晶體沿晶開裂，首先在ABAQUS中建立多晶體模型，然后在晶界插入cohesive單元，賦予cohesive單元損傷演化材料屬性，即可實現沿晶開裂。

a晶界） 圖八，累計剪切應變分布（b晶界） 圖九，等效應力分布（b晶界） 圖十，晶界處等效塑性應變（b晶界） 圖十一，晶界處等效應力分布（b晶界）

建立柱狀晶幾何模型進行有限元分析有助于深入理解材料的微觀結構與宏觀性能之間的關系，為材料設計、制造工藝優化及失效預測提供了強有力的工具。本案例介紹采用AutoCAD基于泰森多邊形算法生成柱狀晶三維幾何部件，并導入Abaqus有限元軟件內建立包含晶粒及晶界在內的柱狀晶模型。

? 基于黃umat和真實晶界形狀探究剪切滑移帶的形成和發展 案例實操 1，基于真實的ebsd模型生成晶體模型，晶界處采用自由網格進行劃分，保留真實晶界形狀（可以更準確預測與晶界相關的響應，損傷，應力集中，剪切帶的演化等） 2，基于腳本的材料參數批賦值 3，X0方向固定，施加X1方向的20%的工程應變 4，采用二維平面應變單元進行分析 5，提交與后處理材料數據

通過ABAQUS三維晶體塑性有限元建模，深入揭示柱狀晶微觀結構（如晶粒尺寸、取向）與力學性能的關聯，為鑄造、焊接工藝優化提供關鍵理論依據，顯著提升材料可靠性與使用壽命。本案例介紹在ABAQUS內建立三維晶體結構有限元模型。

文章來源：谷秀銳,張鵬,孫曉冉,孫江歡. 18Ni馬氏體時效鋼原始奧氏體晶界顯示方法[J]. 物理測試,2022,40(03):27-30.

umat與uexternal之間的變量調用（用于晶體塑性有限元中的析出物定義或再結晶）

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。

CAD_Voronoi V1.0.1插件 將導出的Voronoi模型文件以部件的形式導入到ABAQUS內。 插件可建立包含晶界的模型，在Abaqus內將晶格及晶界分別賦值不同材料。

Segurado教授曾在自己的著作（Computational Homogenization of Polycrystals）中表示，這樣將導致晶界呈階梯狀表面，不適合于模擬局限于晶界的現象，如晶界滑動。 Damask2.0.3聯合abaqus運行需要3個必要文件，abaqus_v6.env，*.inp和material.config。

根據實驗觀測到晶粒之間滑移帶之間的差異，修改經典KM模型考慮晶界處的位錯塞積和傳遞實驗觀測模型修改主要修改模型的硬化部分這里db表示距離晶界的距離，通過修改該項引入晶界處的高位錯存儲，晶界的Luster-Morris 參數計算為二，基于實驗和和修改的本構模擬對不同取向差的雙晶進行研究，其中實驗對應單晶的施密特因子和晶界的穿透程度

，生成殼泡沫結構，當晶體模型報價實體晶界時，生成實體泡沫結構。

作者的理論框架：基于超彈性的本構框架建立的KM位錯密度模型流動模型為：其中硬化模型偽為：位錯密度的演化遵循經典的KM模型：L表示位錯的平均自由程：為了考慮晶界效應，作者為位錯的平均自由程進行修改Ks表示晶界處存儲系數。

作者關于尺寸相關的晶體塑性模型的主要改進思路為：本構模型基于經典的亞彈性本構框架：其中流動方程為：硬化方程為：晶粒尺寸形態相關參數的引入：概念的引入：晶粒A滑移會導致相鄰晶粒晶界附近的應力上升，其上升程度與晶內區域距離晶界距離有關，由于晶粒之間的取向差，晶界處的應力分布受到影響。

若Gap值設置為0，代表晶體無實體晶界；若Gap值設置大于0，則會在所有晶體間生成指定厚度的實體晶界，厚度值為Gap值，如圖所示： 圖6.2 晶體實體晶界厚度示意圖 7.

如何提高疲勞強度——晶界開裂產生裂紋從晶界萌生裂紋來看，凡使晶界弱化和晶粒粗化的因素，如晶界有低熔點夾雜物等有害元素和成分偏析、回火脆、晶界析氫及晶粒粗化等，均易產生晶界裂紋、降低疲勞強度；反之，凡使晶界強化、凈化和細化晶粒的因素，均能抑制晶界裂紋形成，提高疲勞強度。