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本文章包括以下八個(gè)部分：1) FCC晶格材料的變形模擬-單晶體2) FCC晶格材料的變形模擬-多晶體3) BCC晶格材料的變形模擬-單晶體4) BCC晶格材料的變形模擬-多晶體5) HCP晶格材料的變形模擬-單晶體6) HCP晶格材料的變形模擬-多晶體7) 多相材料的變形模擬8) 參考資料1.

在通電條件下，MFC發(fā)生電能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料發(fā)生變形。主動(dòng)變形智能復(fù)合材料的變形能力與MFC的性能、結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的厚度、鋪層方向等因素有關(guān)。復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)是其結(jié)構(gòu)包括鋪層的可設(shè)計(jì)性，因此，需進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)及變形模擬方面的工作，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)。

將這兩個(gè)區(qū)域合并，形成一個(gè)完整的模擬區(qū)域。隨后，分別使用面心立方（FCC）晶格填充Al和Cu區(qū)域，其中Al的晶格常數(shù)為4.05 ?，Cu的晶格常數(shù)為3.61 ?。 圖2 CuAl合金直接彎曲的原子軌跡圖 圖3 CuAl合金三點(diǎn)彎曲的原子軌跡圖圖2和圖3分別展示了CuAl合金在直接彎曲和三點(diǎn)彎曲兩種方式下的原子軌跡圖。

因此，MPEAs有望在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和功能上得到廣泛應(yīng)用，例如抗損傷材料和工具材料。作者通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)合金不同，實(shí)驗(yàn)和模擬表明MPEAs中不同的原子類型會(huì)導(dǎo)致較大的原子晶格畸變來(lái)控制力學(xué)性能。在細(xì)觀尺度上，晶體塑性有限元(CPFE)方法可以考慮相變、位錯(cuò)滑移和變形孿生等多種細(xì)觀變形機(jī)制，在描述基于微觀結(jié)構(gòu)演化的材料塑性行為方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

在之前的推文中我們使用粘塑性自洽多晶體塑性模型（Visco-plasitic Self Consistant，VPSC）計(jì)算了面心立方（fcc）、體心立方（bcc）金屬材料變形過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了織構(gòu)演變的模擬，應(yīng)力預(yù)測(cè)等。本文將介紹VPSC模擬FCC金屬等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAE)工藝。

選取面心立方（FCC）結(jié)構(gòu)的Cu作為研究對(duì)象，其晶格參數(shù)來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)的晶體學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，典型的Cu晶格參數(shù)為a=b=c=3.615?，α=β=γ=90°，形成高度對(duì)稱的立方晶胞結(jié)構(gòu)。為了模擬實(shí)際材料中的加載情況，首先需要構(gòu)建一個(gè)足夠大的Cu單晶模型，確保模擬結(jié)果能夠反映材料的宏觀行為而不受模型尺寸的限制。

作者關(guān)注的是：在方形薄壁管軸向壓潰過(guò)程中，材料初始織構(gòu)及其演化是否會(huì)影響整體壓潰力、平均吸能能力和局部折疊模式。為解決這一問(wèn)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(gè)積分點(diǎn)內(nèi)部嵌入一個(gè)由多個(gè) 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(guò) Taylor 型均勻化獲得積分點(diǎn)平均應(yīng)力。

VPSC 是為應(yīng)用于低對(duì)稱材料（六邊形、三角形、正交、三角形）而開發(fā)的，盡管它在立方材料上也表現(xiàn)良好。VPSC 說(shuō)明了單晶和聚集體的特性和響應(yīng)的完全各向異性。它模擬了骨料在外部應(yīng)變和應(yīng)力作用下的塑性變形。VPSC 基于滑移和孿晶的物理剪切機(jī)制，并考慮了晶粒相互作用效應(yīng)。除了提供宏觀應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)外，它還解釋了單個(gè)晶粒的硬化、重新定向和形狀變化。

因此，對(duì)于大變形問(wèn)題的分析，顯式動(dòng)力學(xué)分析方法更加適用。為了保證顯式動(dòng)力學(xué)分析的結(jié)果可以準(zhǔn)確模擬有限元模型準(zhǔn)靜態(tài)工況下的力學(xué)響應(yīng)，需要選取合適的穩(wěn)定時(shí)間增量步。若穩(wěn)定時(shí)間增量步太大，則會(huì)導(dǎo)致模型的動(dòng)能大于內(nèi)能，結(jié)果失真，而穩(wěn)定時(shí)間增量步太小則會(huì)導(dǎo)致需要計(jì)算的增量步數(shù)目過(guò)多，計(jì)算所花費(fèi)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。3.2面內(nèi)抗壓性能分析基于第 2.3 節(jié)所闡述的建模方法可以完成三點(diǎn)彎結(jié)構(gòu)的精細(xì)化建模。

，其材料參數(shù)如下：滑移帶標(biāo)定的原位實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果（在原位SEM觀察中，滑移帶的強(qiáng)度用于評(píng)估局部變形的程度，在模擬中，累積塑性滑移用于評(píng)估塑性變形場(chǎng)）??哦?于評(píng)估局部塑性變形場(chǎng)）孔隙周圍的晶格旋轉(zhuǎn)和滑移系統(tǒng)激活的異質(zhì)性晶格旋轉(zhuǎn)角度的計(jì)算：作者分析得到的結(jié)論是孔的加入在單晶樣品中引起多軸應(yīng)力條件

圖10 EVOCD平臺(tái)支撐文件下載(FCC晶格材料)https://icme.hpc.msstate.edu/mediawiki/index.php/Code:_ABAQUS_CPFEM.html注2：網(wǎng)頁(yè)的文字顯示有左圖和右圖兩種格式，默認(rèn)是左圖，fcc.sx、test.xtali、params_xtal.inc應(yīng)該使用顯示源代碼調(diào)整為右圖顯示效果再進(jìn)行復(fù)制粘貼。

該模型的核心思想是：材料變形不僅包含彈性變形和晶體塑性滑移，還需要顯式考慮熱膨脹變形。因此，總變形梯度被分解為彈性/剛體轉(zhuǎn)動(dòng)部分、熱變形部分和塑性變形部分。在本構(gòu)層面，作者保留了 FCC 晶體的 12 個(gè) {111}<110> 滑移系，并采用冪律型滑移率方程描述率相關(guān)塑性流動(dòng)。

? 基于Prisms晶體塑性軟件FCC材料拉伸壓縮軋制的織構(gòu)演化 案例實(shí)操 1，基于dream3d管道生成長(zhǎng)寬高為32*32*32的多晶模型，共包含322個(gè)晶粒 2，對(duì)于fcc，bcc材料分別施加工程應(yīng)變?yōu)?0%的拉伸和壓縮載荷 3，得到材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線和變形后的取向分布情況 材料的初始取向分布 初始的晶體幾何模型 拉伸變形后材料的等效應(yīng)力分情況

初始取向隨機(jī) 多晶模型圖 FCC（BCC）初始取向分布圖 HCP初始取向分布圖 2，采用內(nèi)置的鋁的本構(gòu)模型，并賦值給所有的模型 材料屬性分配圖 3，分別采用單向拉伸，壓縮，平面應(yīng)變壓縮100%去模擬變形后織構(gòu)演化 FCC拉伸變形后取向分布圖 FCC壓縮變形后取向分布圖 FCC平面應(yīng)變壓縮后取向分布圖

原文摘要： 本文研究了一種新型三維（三維）晶格超材料的隔振性能和耐撞性，該材料的單元由一個(gè)空心菱形十二面體和六個(gè)圓柱管組成。由于超材料中存在帶隙，可以抑制三維超材料中彈性波的傳輸。同時(shí)，當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)，三維超材料可以通過(guò)塑性變形來(lái)吸收破碎能量。研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)新型三維超材料的帶隙特征和碰撞行為的影響。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)參數(shù)在確定帶隙特征和碰撞行為方面起著至關(guān)重要的作用。

圖1 塑性變形過(guò)程導(dǎo)致的材料各向異性 全文包括以下幾個(gè)部分： 1) 材料晶體結(jié)構(gòu) 2) EBSD工作原理 3) 晶體取向分析 4) 晶體塑性材料模型 5) 織構(gòu)演變結(jié)果 6) 參考資料 7) 附錄材料晶體結(jié)構(gòu) 在晶體學(xué)中，晶體結(jié)構(gòu)是對(duì)晶體材料中原子、離子或分子有序排列的描述。