密西西比大学多晶塑性模型建模示例

MSU密歇根州立大学晶体塑性是目前主流开源的晶体塑性代码之一,可免费获得,并且同时可以考虑FCCBCCHCP的滑移和孪晶变形,在一些期刊中被应用,目前该代码已经集成到FEPX计算软件中,支持并行运算,计算效率很高。本案例采用该代码,模拟相同参数情况下FEPX结果与abaqus">abaqus结果的比较,以及一些多晶变形案例,织构演化等。

模型运行包含

1umat_xtal 晶体塑性主程序

2texture文件,用于织构的输出

3test文件,用于确定采取的迭代方案,收敛判据,织构输出频率,

4params_xtal文件,一些参量的类型

5numbers文件,变量类型,公共区

6fcc文件,晶体的弹塑性属性,以及滑移系统

需要注意的是:模型使用的是Voce硬化类似于vpsc模型,具体可以参

参考作者发表的相关文献以及FEPX使用说明书

使用的材料参数如下图,对应FEPX模型的案例一

密西西比大学多晶塑性模型建模示例的图1

利用FEPX得到的结果与开源代码得到应力应变响应结果如下图(存在

较小差异,FEPX使用了高阶单元,而在abaqus计算时采用了线性四面

体单元,并且取向存在差异)两者具有良好的一致性

密西西比大学多晶塑性模型建模示例的图2


密西西比大学多晶塑性模型建模示例的图3

同时比较了使用taylor模型和多晶模型模拟织构演化的差异

初始取向

密西西比大学多晶塑性模型建模示例的图4

FCC拉伸织构

taylor模型结果

密西西比大学多晶塑性模型建模示例的图5

多晶模型模拟结果

密西西比大学多晶塑性模型建模示例的图6

FCC压缩织构

taylor模型结果

密西西比大学多晶塑性模型建模示例的图7

多晶模型模拟结果

密西西比大学多晶塑性模型建模示例的图8

FCC轧制织构

taylor模型结果

密西西比大学多晶塑性模型建模示例的图9

晶模型模拟结果

密西西比大学多晶塑性模型建模示例的图10

多晶拉伸变形结果如下

50个晶粒5%应力应变分布

密西西比大学多晶塑性模型建模示例的图11

500个晶粒10%变形应力应变响应


在相同初始取向下,其变形过程中应力分布情况与damask的计算结果也保持了良好的一致性。因此感兴趣的同学可以尝试使用该开源代码。链接为Category:Mesoscale - EVOCD (msstate.edu)

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