借助damask实现任意单元类型,任意复杂结构的IPF晶粒取向着色与KAM图绘制
使用IPF对晶体塑性的模拟结果进行着色可以很方便的识别出晶粒的取向特征,如一些典型的FCC冷轧织构,HCP的晶面织构,同时可以看出变形过程中晶粒取向的演化情况,当借助damask的谱方案求解器时我们可以借助damask内部命令直接实现这一功能,然而damask本身支持体素网格,同时不适合复杂的变形工况,在一些情况下,abaqus的有限元求解器往往是更合适的选择。但是通常我们的计算中将欧拉角存为状态变量,而这种方式的状态变量显示通常很难从中获得特定有价值的信息,一些文献通过IPF反极图进行展示,不光显示效果更合适,同时可以清晰的解释很多和织构相关的问题,比如一篇来自上海交通大学的IJP文章里面展示的图片:A multiscale investigation into the effect of grain size on void evolution and ductile fracture: Experiments and crystal plasticity modeling
可以清晰看到整个变形过程中的晶粒取向演化特征。所以可以借助damask提供脚本的思路对晶体塑性模拟的欧拉角取向结果进行转化成对应的反极图着色方式,同时这种方案可以很方便的应用于密排六方和BCT等复杂结果,在模拟中,分别测试了FCC,HCP,两种结构的着色方案,测试了二维CPE3和CPE4,以及三维的C3D4,C3D8等不同网格,均显示了良好的适应性,同时测试了基于ebsd建模进行了对比,证明了当前的着色方案与Aztec等软件的反极图着色效果一致。案例中显示了二维和三维的模拟效果
案例一:二维CPE4单元(包含50个晶粒的单轴拉伸变形25%:唯象模型+周期性边界):
初始模型:
应力分布云图:
IPF-Z图:
KAM分布云图:
案例二:三维C3D8单元(包含100个晶粒的单轴拉伸变形20%:唯象模型+拉伸压缩):
应力云图:
IPF-Z图:
KAM分布云图:
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