Voronoi晶粒的ABAQUS模拟十问

alecfans · 发表于 2010-9-17 18:31:04

本帖最后由 alecfans 于 2010-9-17 18:37 编辑

1. 在matlab中生成voronoi图的顶点坐标时，与模型边界的交点坐标怎么提取？因为matlab只能给你voronoi图的顶点坐标，有些会在模型边界之外；

2. 顶点坐标输入ABAQUS时，有几种方法？（如果个数比较少，可以手动输入，个数较多时用matlab如何直接生成inp文件，或是用C++或python编程？）

3. 输入ABAQUS生成模型后，感觉所谓的晶粒边界只是在一个part上简单的partition一样。如何才能使得这些个所谓的边界成为名副其实的晶界呢？我想了一个方法，就是手工在设定一个晶界带，给这些晶界带赋予不同的材料属性。不知道有没有什么更好的办法

4. 我简单地做了一个voronoi图，然后输入ABAQUS，划分网格，然后提交作业。出来的结果感觉和没有进行voronoi作图的同样尺寸的模型施加任意网格的结果也没啥区别，所以，voronoi FEM的意义何在，如何能表现出晶粒的效果？

5. 如何在voronoi FEM模型中引入边界裂纹？用debonding技术么？

6. 如何在voronoi FEM模型中引入夹杂物，主要是晶界夹杂物比较难引入，晶内夹杂物只要做完图后再画个夹杂物模型，赋予不同的材料属性即可；

7. 如何赋予各个晶粒随机的晶体取向？

8. 就像之前有位大侠提出的那样：如何反映Hall-Petch效应？

9. 在试样的加载变形过程中，晶粒会进行转动，那voronoi FEM模型能不能模拟晶粒的转动呢？

10. 我看到有文献使用周期性边界条件，为了使模型不因晶粒数量太少而使模拟结果失真，有这个必要吗？

alecfans · 发表于 2010-9-17 19:51:02

自己先顶一个，折损下rp

xudong2153484 · 发表于 2010-9-17 21:59:46

我帮你顶，问一下：
可以在origin中生成voronoi图的顶点坐标吗？？

alecfans · 发表于 2010-9-17 22:17:10

在origin里没试过
但是matlab里比较简单
x=r(1,

; y=r(2,:);
voronoi(x,y);
[v,v]=voronoin([x(:),y(:)])
就可以取出顶点坐标了
但是有一些坐标时在边界外的，不知道怎么取出和边界交点的坐标
3# xudong2153484

alecfans · 发表于 2010-9-17 22:18:56

汗，
笑脸是冒号
4# alecfans

ma · 发表于 2010-9-18 13:47:33

不用对每个voronoi格子进行有限元划分，将每个格子用一个单元来模拟，这样大大提高计算效率。

爱学习的人 · 发表于 2010-9-23 08:54:47

建议：大家一起回答这些问题，对于促进abaqus的晶粒模拟应该是有很大帮助的。

我回答1，2，4，7

1. 在matlab中生成voronoi图的顶点坐标时，与模型边界的交点坐标怎么提取？因为matlab只能给你voronoi图的顶点坐标，有些会在模型边界之外
答：可以编程序解决。关键点：1）找到哪些cell中包含处于边界之外的点；2）确定与处于边界外的点相连的内部点；3）建立射线方程，求出与边界相交的点；4）将交点返回到原先的cell中，并删除处于边界外的点。

2. 顶点坐标输入ABAQUS时，有几种方法？（如果个数比较少，可以手动输入，个数较多时用matlab如何直接生成inp文件，或是用C++或python编程？）
答：可以用matlab形成数据文件，然后用python读入，再二次开发。

4. 我简单地做了一个voronoi图，然后输入ABAQUS，划分网格，然后提交作业。出来的结果感觉和没有进行voronoi作图的同样尺寸的模型施加任意网格的结果也没啥区别，所以，voronoi FEM的意义何在，如何能表现出晶粒的效果？
答：个人见解，如果材料是均质性能则没有区别，但是如果材料不是均质性能，当各晶粒的取向不同，你就会发现存在差异了。还请高手帮助进一步解答。

7. 如何赋予各个晶粒随机的晶体取向？
答：用python编程序实现。

haoxiangmiao · 发表于 2011-4-14 17:54:15

7# ma
是的，可以把每个细胞看成一个单元，
但是在这里，我想加入一个细节。就是考虑细胞与细胞之间的许用应力，有的文献中许用应力是与接触面长度的1/2次方成反比，与材料模量，表面能的1/2次方成正比。
如果定义这样的边界？在ABAQUS中？

用有限元插值法？在Fortran中编为单元编写有限元矩阵程序？
每个细胞有三种可能，比如自由边。受力边。无应变边。我如何定义这3种边界？
正在学习，不过感觉很难。一维的学了好几天，2微的还处在迷糊状态。希望有人能指点迷津。道出关键。

scott198510 · 发表于 2011-4-15 21:53:05

Voronoi如果是按照像matlab里面函数调用直接得到的话有个主要问题就是边界不封闭是发散的，这个不好整，划分网格的话不可取尤其是如果需要将三维的 Voronoi信息导入CAE 软件里面不好办，但是可以按照生成 Voronoi的算法，在二维矩阵或者三维矩阵里面分别实现这种图形，附图就是我按照算法做出来的效果，不过缺陷就是边界过渡的不光滑，这个主要是因为顶点在矩阵里面，所以坐标是整数，求的距离也是整数，过渡太快造成的，三维的话，其实就是楼上说的用立方体胞元拼在一起造成的近似 Voronoi网格

volcanozhang · 发表于 2011-4-15 23:14:46

本帖最后由 volcanozhang 于 2011-4-15 23:19 编辑

这是我在ABAQUS环境下做的VORONOI图，600个晶粒，分别在立方体和圆柱体内

volcanozhang · 发表于 2011-4-15 23:26:47

再晒晒用经典晶体塑性模拟的镦粗结果

volcanozhang · 发表于 2011-4-15 23:45:51

本帖最后由 volcanozhang 于 2011-4-15 23:51 编辑

最后，说一下我生成VORONOI图的大致思路，希望抛砖引玉

volcanozhang · 发表于 2011-4-16 10:36:07

至于第八个问题，我用的是经典晶体塑性模型，没有包含材料的内禀尺寸，不能模拟Hall-Petch效应

shawn2008 · 发表于 2011-4-16 11:26:08

非常漂亮的工作。

scott198510 · 发表于 2011-4-16 12:45:55

12# volcanozhang

看了楼主的东西觉得确实做得不错，我的拙作远不及也。。想问问楼主你的圆柱形的晶粒和立方体的是用python编程做的吗？立方晶粒的话好说，圆柱形怎么个高法呢能说一下思路吗？

volcanozhang · 发表于 2011-4-16 18:04:19

16# scott198510 都是用python做的。边界的处理是先看那些晶粒不完全包含在边界里面，然后调用布尔运算的函数。具体可以看我上面的附件

qwedsa312 · 发表于 2011-4-16 20:42:40

支持~~~~·

hehevswalle · 发表于 2011-5-1 10:03:03

高手我想请问一下，得到了多晶的模型，怎么添加属性呢？是整体添加么？还是单个晶粒，然后晶界？ 17# volcanozhang

hehevswalle · 发表于 2011-5-3 15:40:40

高手我想问一下关于你voronoi图在abaqus生成的方法，有几个问题不明爱，特请教：
第一个问题是提取三维voronoi图拓扑信息，请问这一步在matlab中实现还是在python，还是在C++中呢？

第二问题：其中voronoi函数封装在mfunction.dll中，这个函数我没找到。
17# volcanozhang

xwjwy7833 · 发表于 2011-5-3 21:58:55

楼主在采用VORONOi进行数值分析的时候，晶体间的相互作用采用什么模型呀？谢谢

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