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基于Neper和FEPX的晶體塑性有限元計算平臺搭建與使用【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

abaqus后處理中顯示晶界可以是多晶塑性分析更加直觀，但abaqus未內(nèi)置此功能，需要通過二次開發(fā)實現(xiàn)，這里分享一個插件用于實現(xiàn)該功能，插件源于一位法國讀博士老哥的分享，將該插件放入到abaqus plug-in中即可輕松的實現(xiàn)后處理晶界的顯示問題軟件用戶界面：得到的效果圖如下：如果您在文章中使用了該插件，請引用該作者對應(yīng)的兩篇文獻(xiàn)：1，A physically-based

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/）。

在作者的模型中，晶界通透性可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為晶界障礙應(yīng)力。通透性越高，障礙應(yīng)力越小；通透性越低，障礙應(yīng)力越大。這樣一來，晶界對塑性滑移的影響就可以直接進(jìn)入滑移率方程：只有當(dāng)有效分切應(yīng)力足夠克服晶界障礙時，晶界附近的滑移才能繼續(xù)發(fā)展。這篇文章的另一個重要部分是位錯重分配。作者把有限元單元中的位錯內(nèi)容等效成“超位錯”，再根據(jù)塑性滑移活動對可動位錯進(jìn)行重新分布，并計算由這些位錯分布產(chǎn)生的背應(yīng)力。

然而，為了準(zhǔn)確地說明體積全像的特性，除了考慮繞射光線的傳播方向外，還必須考慮繞射效率、材料收縮或折射率變化等因素。考慮繞射效率使用戶能夠進(jìn)行圖像模擬和綜合優(yōu)化等高級分析。表面反射光柵與體積全像光柵的比較在介紹這個模型之前，我們先簡單解釋一下表面反射光柵（SRG）和體積全像光柵（VHG）的區(qū)別。

在 OpticStudio 中對此設(shè)置進(jìn)行建模的最簡單方法之一是使用陣列物件 (array object)。提供的範(fàn)例，選擇了 Lenslet Array 1 物件， 它由矩形體陣列組成，每個矩形體的前表面為平面，後表面為使用者自訂數(shù)目的重複曲面。後表面可以是平面、球面、圓錐面、多項式非球面或環(huán)形表面。這使得陣列中透鏡元件表面形狀的定義和優(yōu)化具有了極大的靈活性。

umat與uexternal之間的變量調(diào)用（用于晶體塑性有限元中的析出物定義或再結(jié)晶）

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。

可以使用 OpticStudio 安裝提供的“Laguerre beam”DLL 在 OpticStudio 中對此類模式進(jìn)行建模：該模型的輸入是光束在徑向 (n) 和方位角 (l) 方向上的順序、束腰 (wo) 和模式旋轉(zhuǎn)角 (phi0)。

但是Damask和abaqus聯(lián)合使用仍然是學(xué)習(xí)晶體塑性有限元方法不錯的工具。我曾使用過Abaqus聯(lián)合damask平臺，這里我對使用過程中個人的一點經(jīng)驗進(jìn)行簡單的介紹，希望各位讀者在研究過程中少一些技術(shù)上的障礙。1.軟件安裝 Damask軟件的安裝較為復(fù)雜，我那時候是在某魚上找人安裝的，使用的是Ubuntu18.04，Abaqus版本是2018。

建立柱狀晶幾何模型進(jìn)行有限元分析有助于深入理解材料的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的關(guān)系，為材料設(shè)計、制造工藝優(yōu)化及失效預(yù)測提供了強(qiáng)有力的工具。本案例介紹采用AutoCAD基于泰森多邊形算法生成柱狀晶三維幾何部件，并導(dǎo)入Abaqus有限元軟件內(nèi)建立包含晶粒及晶界在內(nèi)的柱狀晶模型。

2019年在修訂版的國標(biāo)《GB/T 10230.1-2019 分接開關(guān) 第1部分：性能要求和試驗方法》中，將無弧OLTC 作為真空型OLTC和非真空型OLTC之外的第三種OLTC型式，同時將混合式OLTC定義為無弧OLTC的主要型式。2019年獲中國電力科學(xué)研究院有限公司專利獎。2021年獲國家電網(wǎng)有限公司專利獎二等獎。

整個所研究的材料樣本的有限元網(wǎng)格中包含172個晶粒、52000個節(jié)點，35000個10節(jié)點四面體單元。平均每個晶粒中包含210個單元。 圖2 晶體的有限元建模 應(yīng)力腐蝕有兩種不同的類型，一種是沿晶腐蝕，另外一種是穿晶腐蝕，穿晶腐蝕的機(jī)理更加復(fù)雜。目前有限元仿真可以對沿晶應(yīng)力腐蝕的過程做出仿真。

，分析了溫度對再結(jié)晶的影響，以及定向形核和生長選擇兩類機(jī)制的差異，同時模擬了順序耦合的 DRX→SRX（退火）過程及異常晶粒長大（AGG），模擬效果如下：根據(jù)作者提供的思路（相對簡單清晰），可以編寫對應(yīng)的子程序，完整晶體塑性和元胞自動機(jī)的完全耦合，同樣使用隱式umat實現(xiàn)。

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。

圖4 Cu多晶拉伸過程晶體塑性有限元模型示意圖 為了揭示多晶變形過程中孿晶對宏觀力學(xué)響應(yīng)的影響，圖5給出了Cu多晶拉伸過程中宏觀塑性行為的演化結(jié)果。進(jìn)一步分析Cu多晶和單晶變形過程中孿生機(jī)制對應(yīng)變硬化行為的影響，圖6給出了Cu單晶和多晶拉伸變形過程的應(yīng)變硬化率演化結(jié)果。