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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。

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。

并分析其他可能的影響，或者使用類似的研究思路，使用更加物理的本構模型如位錯密度模型等進行對比研究進行簡單修改兩個模型實現類似的效果：為構造典型梯度結構，使用了隨機尺寸的結構文獻一模型效果：晶粒尺寸分布：不同晶粒的初始強度分布：不同晶粒的飽和強度分布：不同晶粒的變形過程累計剪切分布：不同晶粒的變形過程應力分布：另一個模型效果一致

采用CAD二維圖形Voronoi劃分插件進行梯度晶粒的生成，晶粒直徑參數設置為模型中最大的晶粒尺寸，晶界厚度根據實際情況設置，晶粒類型選取梯度適應，邊界模式開啟自動尺寸。 將建立好的梯度Voronoi模型導入到COMSOL內，需注意晶粒及晶界應分兩次導入，導入后建立聯合體。

作者發現模型可以非常準確的預測晶粒尺寸效應：我認為這篇文章的價值不只是“提出了一個更復雜的模型”，而是提供了一種很清楚的建模思路：晶界強化不一定只能通過經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力出發，逐步把晶界的物理作用放進晶體塑性框架中。

<p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;已有大佬做了基于cohesive+泰森多邊形(Voronoi)插件模擬晶粒之間的晶界開裂的視頻，這個視頻中晶粒模型主要是通過homtools插件建立的，cohesive單元的建立是通過Cohesive_generator_2D3D插件實現的。

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

多尺度模型子程序考慮微觀晶粒與宏觀單元的相互作用：1) 宏觀單元由多個晶粒組成，每個晶粒的相變行為獨立計算；2) 單元整體響應為各晶粒響應的加權平均，可模擬晶粒取向對宏觀行為的影響（如案例中 Element 1 及其不同晶粒的應變差異）。3、 案例介紹和結果對比1.

非等速生長Voronoi晶體模型生成插件[AbqHyperVoronoi插件] 非等速生長晶體模型簡介對于標準Voronoi而言，每個晶粒的生長速率是相同的，任意兩個晶粒的交界線為其形核點連線的垂直平分線，交界線為一條直線，如圖1.1所示。

? 基于黃umat梯度結構晶粒變形模擬 案例實操 1，建立包含896個晶粒的梯度多晶模型 2，對多晶模型賦予對應的材料屬性 3，X0方向固定，施加X1方向50%工程應變的拉伸載荷 4，保留晶界形狀，使用CPE3單元 5，提交與后處理材料數據 梯度晶粒幾何模型 模型載荷示意圖 不同時刻材料的對數應變分布

且可分別設置內部晶粒及表面晶粒的粒徑，同時插件會基于模型局部尺寸自適應晶粒粒徑。 插件可設置晶界的厚度，當晶界厚度設置為0時無晶界。需要注意插件在模型表面生成完整的晶界，如需觀察模型內部需要設置透明度或對模型進行進行截面剖切。

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。

將CAD中的Voronoi圖紙導入到COMSOL內，形成晶粒模型。 在COMSOL內通過矩形體素建立幾何，并與導入的晶粒結構進行差集布爾操作，形成晶界幾何模型。 再次導入CAD圖紙建立晶粒并與晶界形成聯合體。

圖3(a)所示為每個晶粒的晶界為一個整體，與其余晶粒的晶界互不干涉；而圖3(b)所示為每個晶粒的晶界被分為若干段，每一段可根據共享它的兩個晶粒取向差來確定特征。 圖3 (a)各晶粒的晶界為整體Set; (b)各晶粒的晶界為單獨Set. 通過設置neper中晶粒的尺寸比例，可以生成軋制態組織模型，并且基于本文的方法，建立對應的晶界模型，如圖4所示。

文章doi：10.1016/j.actamat.2018.01.024 推薦理由：作者通過考慮晶界效應（晶界處的高位錯儲存），對傳統的KM位錯密度模型進行擴展。用于分析FCC結構的晶粒尺寸效應，并以Cu為例進行分析，其研究表明，晶粒內部的初始位錯密度在晶粒尺寸效應中起主導作用，同時對于較大的初始位錯密度和晶粒尺寸大于40um的結構，流動應力與晶粒尺寸的平方根反比定律被打破。

沿直線分布的FGM梯度晶體模型只需在CAD草圖建立時將邊界線用多段線分段繪制即可，每段的尺寸與對應位置的晶粒尺寸一致。 可對模型劃分網格，并進行后續的梯度晶粒結構仿真模擬分析。

第二點是這里每個組的形狀都導入進一個墻體，很多學者會用sj模型來模擬滑裂面的特性。實際上我對sj模型一致都是一種不信任的狀態。

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。

并分析其他可能的影響，或者使用類似的研究思路，使用更加物理的本構模型如位錯密度模型等進行對比研究</p><p><br></p><p>進行簡單修改兩個模型實現類似的效果：</p><p>為構造典型梯度結構，使用了隨機尺寸的結構</p><p>文獻一模型效果：</p><p>晶粒尺寸分布：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn