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基于密西西比大学taylor均匀化晶体塑性模型预测FCC/BCC典型变形下织构演化情况

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使用的代码是密西西比州立大学先进车辆系统中心(Center for Advanced Vehicular Systems, Mississippi State University)的开源代码平台EVOCD。

模拟过程中文件输入需要用到六个文件,每一个文件的名称以及具体作用可以参考响应的网站,这里直接进行引用

(1) umat_xtal.f(主程序文件)

constitutive model - polycrystal average model

UMAT subroutine for crystal plasticity - SNL & MSU

(2) texture.txti(取向相关文件)

initial orientation distribution

(3) fcc.sx(单晶弹塑性属性文件)

single crystal parameters

(4) test.xtali(控制迭代和时间增量文件)

control for the time step and deformation

(5) params_xtal.inc(参数,维度相关文件)

number of slip systems

(6) numbers.inc(数值控制文件)

numerical constants

其中输出织构的文件位于

(1) texture.txto

texture.txto文件由以下两部分构成:

一是变形前的初始取向部分:

*-----   Initial Assigned Orientations -----*

二是变形中的变形取向部分

*-----   Euler Angles at incr       20 -----*

密西西比州立大学晶体塑性有限元代码和黄永刚院士的程序一样,均是开源代码,可免费获得,并且同时可以考虑FCC,BCC,HCP的滑移和孪晶变形,有着广泛的应用,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,研究FCC,BCC两种结构在单向拉伸,压缩,平面应变压缩等75%的变形量下织构的演变(需要注意的是,这个代码的输出使用的Kocks输出表示取向,为了使用方便,已经在程序中修改bunge标号,可用MTEX直接绘制极图)

官方使用原始案例

案例一,单向压缩75%FCC

加载示意图:

图片


织构演化情况:

图片

案例二,单向拉伸75%FCC

加载示意图:

图片

织构演化情况:

图片

模拟使用abaqus平台,调用该子程序

使用包含500个随机取向的晶体,通过taylor均匀化模型预测不同变形模式下晶体织构演化情况

初始取向为:

图片

FCC拉伸/压缩/平面应变压缩变形下织构的演化情况如下:

图片

图片

图片

BCC拉伸/压缩/平面应变压缩变形下织构的演化情况如下(bcc常温下考虑一组滑移系):

图片

图片

图片

材料结构基础显式动力学多尺度静力学Abaqus
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首次发布时间:2023-05-25
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