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插件可對任意形狀的二維或三維部件、任意特征（實體或殼）、任意單元形狀進(jìn)行指派Voronoi晶格，可設(shè)置晶格數(shù)量等參數(shù)。可用于Abaqus晶體塑性有限元、非均質(zhì)晶格、多晶體、三維Voronoi等模型構(gòu)建及研究。

理論部分（基于亞彈性框架）：晶體塑性對應(yīng)的流動方程（冪律流動）晶體塑性對應(yīng)的硬化方程（Voce硬化）對于鋯合金考慮了基面，柱面，錐面滑移，對應(yīng)的材料參數(shù)為損傷基于udmgini子程序經(jīng)進(jìn)行編寫，用于確定裂紋萌生位置，并根據(jù)能量準(zhǔn)則確定裂紋擴(kuò)展情況程序框架為：基于ebsd的實驗建模四類準(zhǔn)則對應(yīng)的數(shù)值模擬結(jié)果如下：不考慮xfem

5%）作者開發(fā)的顯式晶體塑性框圖作者使用的是晶體塑性里面經(jīng)典的PAN模型，材料為316L，晶體塑性參數(shù)為：C11 = 205 GPa, C12 = 138 GPa, and C44 = 126 GPa，g0 = 50 MPa; g1 = 330 MPa; h0 = 225 MPa;gamma_dot - 0:001，n=20注意：顯式求解過程涉及大量增量，每個增量都很容易求解

作者發(fā)現(xiàn)模型可以非常準(zhǔn)確的預(yù)測晶粒尺寸效應(yīng)：我認(rèn)為這篇文章的價值不只是“提出了一個更復(fù)雜的模型”，而是提供了一種很清楚的建模思路：晶界強(qiáng)化不一定只能通過經(jīng)驗晶粒尺寸項來描述，也可以從滑移傳遞、位錯通量和局部障礙應(yīng)力出發(fā)，逐步把晶界的物理作用放進(jìn)晶體塑性框架中。

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

湖南大學(xué)的Qihong Fang等人將原子模擬、離散位錯動力學(xué)和晶體塑性有限元方法結(jié)合起來，建立了一個新的框架，研究MPEAs的應(yīng)變硬化行為，實現(xiàn)了包括納米尺度晶格畸變和微尺度位錯硬化在內(nèi)的復(fù)雜跨尺度因素對塑性變形的影響，作者結(jié)合MD、DDD、CPFE模擬方法和隨機(jī)場理論(圖1)，提出了一種可捕捉MPEAs中嚴(yán)重晶格畸變的分層多尺度方法來建模MPEAs，該方法連接了三個長度尺度(納米尺度、微觀尺度和中尺度

1 上一版本完整功能介紹：Voronoi晶體插件-6.0版本[新功能介紹]晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V6.02 新增功能模塊 7.0版本新增功能模塊包括：柱狀晶體模塊和分層晶體模塊。

8.0版本介紹：晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V8.09.0相比于8.0增添三項功能如下：1.

來自華東理工大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院的艾鑫團(tuán)隊，基于Voronoi方法建立了Custom450 鋼拉伸的二維晶體塑性模型，分析了初始硬化模量、參考剪切應(yīng)變率、應(yīng)變率敏感系數(shù)、初始屈服應(yīng)力以及飽和流動應(yīng)力對材料應(yīng)力——應(yīng)變曲線的影響，并對晶體塑性參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定。

在晶體塑性有限元中，首先在Abaqus中建立了單軸拉伸有限元模型如圖1所示，材料被建模為包含大量晶粒的集合體如圖2所示，每個晶粒都有其特定的晶體取向，并且每個晶粒的變形過程均考慮了滑移和孿晶的變形機(jī)制。

平面（厚度方向一層單元）（2）ebsd沿著厚度Z方向進(jìn)行伸長（多層單元柱狀晶）（3）隨機(jī)擠壓生合成的三維虛擬RVE（4）根據(jù)FIB后的的三維真實的晶體模型在簡單拉伸過程中的差異，為不同目的的晶體的建模提供了良好的指導(dǎo)作者的研究思路第一步：根據(jù)實驗獲得二維的ebsd和三維的分層ebsd，根據(jù)結(jié)果，使用dream 3d軟件進(jìn)行模型重構(gòu),并施加簡單拉伸的變形條件

對于晶體塑性這種復(fù)雜的本構(gòu)模型，該方法被證明是穩(wěn)健的，但計算時間成本要高于迭代方案（可以通過多核并行質(zhì)量縮放等提高計算速度）感興趣的可以閱讀詳細(xì)的相關(guān)子程序及子程序介紹：這里展示使用該程序進(jìn)行計算的案例：包含200個晶粒的二維模型，施加周期性邊界條件，并沿著X方向進(jìn)行5%的拉伸變形模擬，初始取向隨機(jī)，材料參數(shù)使用教材中提供的材料參數(shù)模擬得到的結(jié)果如下所示：應(yīng)力分布云圖：

晶粒尺寸對純金屬和合金的屈服強(qiáng)度和流動應(yīng)力都有影響，如廣泛接受的的Hall-Patch現(xiàn)象（流動應(yīng)力和晶粒尺寸的平方根成反比）關(guān)于該現(xiàn)象一個普遍接受的解釋是晶界處位錯的堆積效應(yīng)，這種效應(yīng)于晶界類型，位錯類型，晶粒之間取向差密切相關(guān)，同時晶界處的應(yīng)力集中程度也近似的被認(rèn)為與晶界距離的平方根相關(guān)，基于應(yīng)變梯度塑性理論發(fā)展的晶體塑性模型可以較好的展現(xiàn)這種特征，但一些分析認(rèn)為應(yīng)變梯度理論模型仍然存在唯象的成分

為解決這一問題，作者提出了一種并發(fā)多尺度建模方法：宏觀結(jié)構(gòu)層面采用顯式有限元模擬方管壓潰；每個積分點內(nèi)部嵌入一個由多個 FCC 晶粒組成的多晶聚集體；晶粒層面采用 Marin 晶體塑性模型描述滑移、硬化和晶格旋轉(zhuǎn)；最后通過 Taylor 型均勻化獲得積分點平均應(yīng)力。這樣，宏觀有限元計算不再只依賴經(jīng)驗塑性曲線，而是能夠?qū)崟r考慮晶粒取向和織構(gòu)演化對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響。

晶體塑性有限元仿真入門(5)—?dú)W拉角與晶體取向.pdf晶體塑性有限元仿真入門(5)—?dú)W拉角與晶體取向 備注：網(wǎng)頁排版有亂碼，建議下載附件pdf查看晶體取向是材料學(xué)科中的重要分支，當(dāng)晶粒發(fā)生擇優(yōu)取向時，則導(dǎo)致材料性能（力學(xué)，物理和化學(xué)性能）的各向異性。

文章doi：10.1016/j.mechmat.2021.103830推薦理由：文章采用晶體塑性有限元模擬，揭示了NiTi形狀記憶合金（SMA）在400℃罐裝壓縮下的塑性變形機(jī)制，將統(tǒng)計存儲位錯（SSD）和幾何必要位錯（GND）密度納入應(yīng)變梯度的晶體塑性本構(gòu)模型。在CPFE模擬的基礎(chǔ)上，獲得了織構(gòu)演化、應(yīng)力應(yīng)變場、SSD和GND密度。