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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(jié)合開源軟件Neper（https://neper.info/）使用。二、建模方法與結(jié)果根據(jù)需求生成對應(yīng)的種子點(diǎn)坐標(biāo)文件，提供給neper軟件，即可生成梯度模型。

：運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)電腦的核心進(jìn)行多核并行運(yùn)算：同時(shí)可以在計(jì)算面板監(jiān)控運(yùn)行的狀態(tài)：計(jì)算結(jié)果如下圖所示（使用marc進(jìn)行可視化即可）：等效應(yīng)力云圖：等效塑性應(yīng)變云圖：目前進(jìn)行了官方案例的嘗試，后續(xù)會(huì)進(jìn)行更多案例的展示對相關(guān)問題感興趣的歡迎點(diǎn)贊訂閱打賞，同時(shí)對damask建模以及與MARC耦合建模感興趣的歡迎加入知識星球討論交流，加入鏈接如下圖所示

本文在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了更加靈活的含晶界多晶幾何模型的建立。 二、建模思路Neper是目前非常流行的晶體塑性模型前處理軟件，可以實(shí)現(xiàn)多種類型組織模型的建立，操作較為簡單，且生成文件格式豐富，是本文的基礎(chǔ)模型來源。而建立晶界模型則采用的思路來源于現(xiàn)有開源python代碼Homtools（http://homtools.lma.cnrs-mrs.fr/spip/）。

基于Neper和FEPX的晶體塑性有限元計(jì)算平臺(tái)搭建與使用【合集】：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15965晶體塑性有限元建模工具neper系列：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15430阿里源deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu

Neper2CAE-master.zipneper轉(zhuǎn)abaqus幾何建模代碼，#python

在金屬材料、陶瓷及復(fù)合材料的微觀力學(xué)研究中，構(gòu)建一個(gè)符合統(tǒng)計(jì)學(xué)特征的多晶代表性體積單元（RVE）往往是科研工作的第一步。然而，傳統(tǒng)的建模方法往往面臨重重困難：使用商業(yè)軟件手動(dòng)分割效率低下；利用專業(yè)建模軟件（如 Neper）雖然強(qiáng)大，但命令行操作和復(fù)雜的參數(shù)配置讓許多初學(xué)者望而卻步；而自編程序生成 Voronoi 鑲嵌模型，又難以精準(zhǔn)控制晶粒尺寸分布和形狀統(tǒng)計(jì)特征。

就只是第一步建立多晶CAE模型就會(huì)讓很多人焦頭爛額，那么今天作者給大家推薦一款方便好用的生成voronoi多晶模型的Abaqus 插件- voronoi 3D。眾所周知，由法國école des Mines de Saint-étienne學(xué)校的Romain Quey博士開發(fā)的Neper軟件是目前比較專業(yè)的生成voronoi模型軟件之一。

初始取向FCC拉伸織構(gòu)taylor模型結(jié)果多晶模型模擬結(jié)果FCC壓縮織構(gòu)taylor模型結(jié)果多晶模型模擬結(jié)果FCC軋制織構(gòu)taylor模型結(jié)果多晶模型模擬結(jié)果多晶拉伸變形結(jié)果如下50個(gè)晶粒5%應(yīng)力應(yīng)變分布500個(gè)晶粒10%變形應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)在相同初始取向下，其變形過程中應(yīng)力分布情況與damask的計(jì)算結(jié)果也保持了良好的一致性

就只是第一步建立多晶CAE模型就會(huì)讓很多人焦頭爛額，那么今天作者給大家推薦一款方便好用的生成voronoi多晶模型的Abaqus 插件- voronoi 3D。眾所周知，由法國école des Mines de Saint-étienne學(xué)校的Romain Quey博士開發(fā)的Neper軟件是目前比較專業(yè)的生成voronoi模型軟件之一。

基于黃永剛umat的FCC多晶在簡單剪切變形下的有限元分析1，使用neper軟件生成包含500個(gè)晶粒的幾何模型2，賦予相應(yīng)的材料參數(shù)（基于腳本完成材料的批量賦值）3，施加相應(yīng)的邊界條件（X0方向完全固定，X1方向施加Z1方向0.15mm的位移）4，結(jié)果與后處理5，模型文件見附錄6，提供材料屬性賦予腳本

這里以DREAM 3D　為建模軟件，建立兩類模型，模擬DP雙相鋼在周期性邊界體條件下整體的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)以及織構(gòu)演化情況。

代碼庫的重寫產(chǎn)生了一個(gè)新的底層庫，新的用戶界面：新版本的重大更新是引入了可視化界面（效果類似于Paraview）而且可以對數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)化和相關(guān)后處理，非常適合Abaqus或damask的后處理：支持導(dǎo)入的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括：支持多種顏色渲染，渲染效果如圖：同時(shí)新版本特別適合分析EBSD數(shù)據(jù)：不過值得注意的是當(dāng)前版本中使用時(shí)不包括生成代表性RVE多晶模型的工作管道

，易于后處理分析，如繪制極圖，提取應(yīng)力應(yīng)變曲線等，前處理的多晶模型生成可以用damask內(nèi)置的voronoi算法直接生成隨機(jī)模型，或者使用neper生成VTK模型，以及dream 3d生成的.dream3d文件，后處理主要依賴于paraview軟件實(shí)現(xiàn)。

初始RVE模型使用neper建模，建立一個(gè)包含100個(gè)晶粒的多晶模型：matlab導(dǎo)入幾何模型網(wǎng)格：并沿著X方向進(jìn)行1.0%的拉伸變形，所有量綱使用m-s-pa。拉伸變形結(jié)束后的累計(jì)剪切滑移結(jié)果：拉伸變形結(jié)束后的統(tǒng)計(jì)儲(chǔ)存位錯(cuò)密度分布結(jié)果：拉伸變形結(jié)束后的幾何必須位錯(cuò)密度分布結(jié)果：

圖2 Cu單晶沿[541]和[163]取向拉伸變形過程中真應(yīng)力和孿晶體積分?jǐn)?shù)隨應(yīng)變演化的模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖3 Cu單晶沿[541]取向拉伸變形過程中各滑移系和孿生系的激活演化結(jié)果 為了反映多晶中晶粒的組織形貌及取向特征，基于Voronoi的特征微元重構(gòu)多晶微結(jié)構(gòu)，如圖4所示。該幾何模型由開源軟件Neper建立，約包含100個(gè)等軸晶粒。

為了滿足這一點(diǎn)，建模時(shí)往往需要：在幾何上確保邊界嚴(yán)格對齊；在網(wǎng)格上強(qiáng)制生成周期匹配節(jié)點(diǎn)；甚至為滿足配對而犧牲局部網(wǎng)格質(zhì)量。 對多晶模型而言，這帶來一個(gè)典型問題：邊界鋸齒形。當(dāng)晶粒形貌復(fù)雜、晶界曲折或需要局部加密網(wǎng)格時(shí)，為了保持對邊節(jié)點(diǎn)對應(yīng)，邊界常被迫變成“階梯狀”的幾何近似。