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本文使用VPSC計算HCP金屬鈦合金的單軸拉伸和單軸壓縮變形過程，實現鈦合金拉伸壓縮過程中的應力應變、織構演變以及滑移孿晶變形機制啟動情況的預測，VPSC程序模擬過程如圖1所示。 圖1 VPSC程序模擬過程圖VPSC模擬的材料初始極圖由程序隨機生成，其極圖如圖2，可見初始狀態表現為隨機織構，極密度最大值為1.4。

模擬通過編程ｕｍａｔ子程序實現，正確性通過ｄａｍａｓｋ程序進行對比驗證。驗證正確性通過織構演化確定。

，壓縮，以及沿著ND方向進行平面應變壓縮時的織構拉伸織構：壓縮織構：平面應變壓縮織構：HCP------以鎂為代表，參數使用原始abaqus提供的參數織構演化模擬模型使用包含1000個單元的1*1*1mm立方體，其中每個單元表示一個特定取向的單晶，初始織構使用軟件生成1000組隨機取向，并分配給不同的單元，模型和初始織構如下圖所示，

，壓縮，以及沿著ND方向進行平面應變壓縮時的織構拉伸織構：壓縮織構：平面應變壓縮織構：HCP------以鎂為代表，參數使用原始abaqus提供的參數織構演化模擬模型使用包含1000個單元的1*1*1mm立方體，其中每個單元表示一個特定取向的單晶，初始織構使用軟件生成1000組隨機取向，并分配給不同的單元，模型和初始織構如下圖所示，

這篇文章研究的對象，是 AZ31B 鎂合金在室溫條件下的塑性變形行為。作者關注的問題非常明確：為什么這種 HCP 結構材料在不同加載方向下，會表現出強烈的不對稱性、明顯的織構演化，以及非常突出的孿晶效應？換句話說，這篇文章不是簡單去擬合一條應力—應變曲線，而是試圖回答：鎂合金在室溫下究竟是靠哪些機制在變形，這些機制又如何共同決定宏觀響應。

人們研究最多的就是織構對材料靜態力學性能的影響，圖4表示的是一種商業鎂合金在攪拌摩擦焊工藝的影響下產生強烈的基面織構，從而材料的不同部位不同方向的拉伸性能就表現出差異。

? 基于vpsc7.0的FCC不同工況下織構演變模擬 案例實操 1，建立包含1000個晶粒隨機取向的初始晶粒 2，采用Voce硬化模型，獲得材料的拉伸曲線 3，分別采用單向拉伸，壓縮，平面應變變形（100%） 4，后處理，織構演化 材料的初始織構 材料的應力應變曲線 拉伸100%后的取向分布 壓縮100%

：距離理想織構2°偏差的高斯分布（2000個取向）極圖分布：距離理想織構5°偏差的高斯分布（2000個取向）極圖分布：距離理想織構15°偏差的高斯分布（2000個取向）極圖分布：三類典型織構等比例初始取向離散：初始極圖：距離理想織構2°偏差的高斯分布（2000個取向）極圖分布：距離理想織構5°偏差的高斯分布（2000個取向

它模擬了骨料在外部應變和應力作用下的塑性變形。VPSC 基于滑移和孿晶的物理剪切機制，并考慮了晶粒相互作用效應。除了提供宏觀應力-應變響應外，它還解釋了單個晶粒的硬化、重新定向和形狀變化。因此，它預測了與塑性成形相關的硬化和織構的演變。模擬程序可應用于金屬、金屬間化合物和地質聚集體的變形。

它巧妙地平衡了晶粒間的應力與應變分配，既考慮了晶粒形貌的影響，也能精確捕捉由于晶體轉動引起的織構演變。對于從事鋁合金、鎂合金等具有顯著各向異性材料研究的同學來說，VPSC是預測材料在復雜加工路徑下表現的有力工具。然而，原生的 VPSC 通常是針對均勻變形設計的，面對實際工程中復雜的幾何邊界和非均勻變形（如軋制、沖壓），它需要一個更強大的載體。

運行分析時輸入包含文件如下1，vpsc.in（主文件）2，TENSIN.3（邊界條件）3，rand1000.tex（初始取向）4，AZ31b.sx（單晶屬性）運行時輸出文件1，PCYS.OUT（屈服面信息）2，STR_STR.OUT（應力應變信息）3, TEX_PHn.OUT（變形結束后取向信息）輸入1，具有1944 個方向的基底織構特征取向文件（文件

AZ31鎂合金軋制模擬

關鍵詞：晶體塑性 VPSC織構模擬 復合工藝本期將繼續介紹粘塑性自洽模型(VPSC)在金屬變形過程的應用。VPSC適用于各種金屬材料(如鋁合金、鋼材、鎂合金)，各種加載方式(如單向拉伸、單向壓縮、剪切、平面應變、雙向拉伸等)下的宏觀力學性能和微觀結構演化模擬，也可以針對多相金屬(如雙相鋼等)。在結合有限元軟件后，可擴展VPSC模型的模擬范圍，如扭轉、等通道擠壓及壓剪工藝等。

第二，溫度對織構演化的影響并不顯著，因此在未發生明顯動態回復或再結晶之前，室溫織構演化規律可近似用于高溫模擬。第三，熱軟化函數中指數參數取 4 時，能夠較好描述 AA5754 的溫度軟化行為。第四，溫度相關彈性常數雖然在大塑性應變階段影響有限，但會明顯影響彈性加載、初始屈服和回彈相關問題。

四、培訓內容（1），abaqus調用damask實現FCC織構演化模擬------以多晶鐵鋁為例子（2），abaqus調用damask實現BCC織構演化模擬------以多晶鐵素體為例子（3），abaqus調用damask實現HCP織構演化模擬------以多晶鎂為例子（4）FCC，BCC，HCP多晶局部應力應變場模擬，狀態變量說明，初始取向賦予，后處理取向提取

AZ31B鎂合金，可以較為容易的在黃永剛程序上進行修改易于數值實現。

并應用于識別織構化AZ31鎂合金中主動滑移系統和拉伸孿晶的初始和飽和臨界分解剪切應力以及硬化模量。結果與文獻中的數據基本一致，分析表明，用作輸入的獨立實驗應力-應變曲線的數量對于獲得逆優化問題的精確解至關重要。作者研究表明在高織構鎂合金的情況下，至少需要三條獨立的應力-應變曲線來確定多晶測試中的單晶行為。作者研究使用的滑移+孿晶的本構模型遵循Surya R.

四、培訓內容（1），abaqus調用damask實現FCC織構演化模擬------以多晶鐵鋁為例子（2），abaqus調用damask實現BCC織構演化模擬------以多晶鐵素體為例子（3），abaqus調用damask實現HCP織構演化模擬------以多晶鎂為例子（4）FCC，BCC，HCP多晶局部應力應變場模擬，狀態變量說明，初始取向賦予

這篇文章對我們的啟發在于：晶體塑性并不只能用于單晶拉伸、RVE 或微觀變形分析，也可以嵌入顯式動力學框架，用于研究真實工程結構中的局部變形、吸能和織構演化。對于高溫合金、鋁合金薄壁件、微尺度構件等問題，如果材料存在明顯織構或晶粒尺度效應，將晶體塑性與結構有限元耦合，能夠提供比傳統本構更豐富的物理信息。

但是在研究過程中也暴露出了很多問題，這些問題制約著鎂合金增材制造工藝的進一步應用與發展：（1）基礎研究理論匱乏，由于缺乏鎂合金打印過程中的相關熱源能量輸入的調控模型，尤其是對SLM成形過程中過熱熔體在高能量激光輸入下反沖壓形成的飛濺難以進行模擬，以及對快冷過程中微觀組織演化的模擬研究與理論分析。