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利用CPFEM方法對鈦合金圓棒拉伸過程進(jìn)行模擬，使用UMAT子程序以及Abaqus有限元軟件作為晶體塑性有限元分析的實(shí)現(xiàn)方式。并且，在一些復(fù)雜工藝條件下如切削、軋制、沖壓等，CPFEM方法同樣適用，能夠模擬材料變形過程中的非線性行為和動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

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(shí)現(xiàn)，這里分享一個(gè)插件用于實(shí)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(shí)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

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）

這篇文章介紹晶體塑性有限元仿真過程中的歐拉角與晶體取向。

晶體塑性有限元仿真入門(2)--BCC、FCC、HCP晶格材料以及多相材料的有限元模擬這篇文章講解如何使用晶體塑性有限元方法(CPFEM)進(jìn)行不同晶格材料以及多相材料的變形模擬，CPFEM是基于商業(yè)有限元軟件ABAQUS完成的建模，晶體塑性本構(gòu)模型是使用的開源的UMAT用戶子程序(源碼和inp文件見附件)。

晶體塑性有限元仿真入門(3)--開源代碼平臺(tái)EVOCD晶體塑性有限元初學(xué)者較為熟知的兩個(gè)工具Huang's UMAT以及DAMASK平臺(tái)，這篇文章介紹另外一個(gè)晶體塑性有限元方法(CPFEM)的開源代碼平臺(tái)EVOCD，講解如何使用這些開源代碼進(jìn)行材料的塑性變形模擬以及模擬變形過程中晶體取向的變化(織構(gòu))。圖1 EVOCD的CPFEM流程圖(E.B.

通過CA模型捕獲的晶粒結(jié)構(gòu)，特別是其??晶體取向??信息，可以直接為后續(xù)的??晶體塑性有限元（CPFEM）?? 模擬提供微觀結(jié)構(gòu)輸入。CPFEM利用每個(gè)晶粒的取向和滑移系來預(yù)測其在外部載荷下的塑性變形行為和各向異性力學(xué)響應(yīng)，從而建立從制造過程→凝固組織→宏觀力學(xué)性能的完整預(yù)測鏈條。這使得CAFE方法成為理解和優(yōu)化增材制造過程-結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系不可或缺的核心工具。

，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(shí)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(dòng)機(jī)的完全耦合，同樣使用隱式umat實(shí)現(xiàn)。

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(shí)，晶界附近的滑移才能繼續(xù)發(fā)展。這篇文章的另一個(gè)重要部分是位錯(cuò)重分配。作者把有限元單元中的位錯(cuò)內(nèi)容等效成“超位錯(cuò)”，再根據(jù)塑性滑移活動(dòng)對可動(dòng)位錯(cuò)進(jìn)行重新分布，并計(jì)算由這些位錯(cuò)分布產(chǎn)生的背應(yīng)力。

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(cuò)的工具。我曾使用過Abaqus聯(lián)合damask平臺(tái)，這里我對使用過程中個(gè)人的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)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(shí)候是在某魚上找人安裝的，使用的是Ubuntu18.04，Abaqus版本是2018。

參考文獻(xiàn)：《Rolling deformation mechanism of dual-phase NiTiNb shape memory alloy thin strip based on crystal plasticity finite element method》該文章聚焦雙相 NiTiNb 形狀記憶合金薄帶在 20% 軋制壓下量下的微觀變形機(jī)制，作者用晶體塑性有限元（CPFEM）