31. 多結晶組織ランダム生成ワークフロー

31.1. 概要

本ワークフローはDP鋼の組織をランダム生成するワークフローである。

関連するワークフローを以下に示す。

  1. 多結晶組織ランダム生成ワークフロー ... 解析モデルの生成

  2. 延性破壊計算ワークフロー ... 順問題解析

31.2. ワークフロー説明

DP鋼モデルテンプレートデータ を元に、 ランダム生成パラメータ を用いて幾何学的形状をランダムに作成する。
作成した幾何学的形状をマルテンサイト、それ以外をフェライトの要素として保存し、保存したファイルを纏めて DP鋼モデルアーカイブデータ として出力する。

ワークフローは 図 295 になる。
../_images/wf_0012.png

図 295 多結晶組織ランダム生成

31.3. ツール説明

ワークフローで使用されるツールの説明を行う。

31.3.1. 多結晶組織ランダム生成_Dream3D

Dream3Dから生成した結晶組織をAbaqusの入力形式に変換する。

../_images/wf_tool001.png

図 296 多結晶組織ランダム生成_Dream3D

入力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルテンプレートデータ
ポート名: Dream3D_入力ファイルリスト
ポート名: ランダム生成パラメータ

出力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルアーカイブデータ
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_Dream3D_データ
多結晶組織ランダム生成_Dream3Dの全出力をフォルダ毎にまとめた圧縮ファイル(.zip)( リスト 44 )
リスト 44 多結晶組織ランダム生成_Dream3D_データ(.zip)
 多結晶組織ランダム生成_Dream3D_データ
 ├─01_DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int1
 │      Abaqus_RVE_Poly.inp
 │      Case1_Int1_Microstructure.jpg
 │      Case1_Int1_Microstructure.txt
 │      Case1_Int1_Microstructure_Info.txt
 │      Case1_Int1_Set_ele.txt
 │      Case1_Int1_Set_section.txt
 │
 │      (省略)
 │
 └─01_DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int9
        Abaqus_RVE_Poly.inp
        Case1_Int9_Microstructure.jpg
        Case1_Int9_Microstructure.txt
        Case1_Int9_Microstructure_Info.txt
        Case1_Int9_Set_ele.txt
        Case1_Int9_Set_section.txt
表 23 多結晶組織ランダム生成_Dream3D_データの出力画像

wf_output_dream3d_001

wf_output_dream3d_002

wf_output_dream3d_003

wf_output_dream3d_004

wf_output_dream3d_005

31.3.2. 多結晶組織ランダム生成_楕円形状

パラメータを変化させて楕円形の結晶組織を作成する。

../_images/wf_tool002.png

図 297 多結晶組織ランダム生成_楕円形状

入力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルテンプレートデータ
ポート名: ランダム生成パラメータ

出力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルアーカイブデータ
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_楕円形状_データ
多結晶組織ランダム生成_楕円形状の全出力をフォルダ毎にまとめた圧縮ファイル(.zip)( リスト 45 )
リスト 45 多結晶組織ランダム生成_楕円形状_データ(.zip)
 多結晶組織ランダム生成_楕円形状_データ
 ├─02_Case1_grainSize8_grainSizeVar1_grainDist0.3_Mfraction0.1_Aspect4_Int1
 │      Abaqus_RVE_Poly.inp
 │      Case1_Int1_Microstructure.jpg
 │      Case1_Int1_Microstructure.txt
 │      Case1_Int1_Microstructure_Info.txt
 │      Case1_Int1_Set_ele.txt
 │      Case1_Int1_Set_section.txt
 │
 │      (省略)
 │
 └─02_Case9_grainSize8_grainSizeVar1_grainDist0.3_Mfraction0.1_Aspect64_Int1
        Abaqus_RVE_Poly.inp
        Case9_Int1_Microstructure.jpg
        Case9_Int1_Microstructure.txt
        Case9_Int1_Microstructure_Info.txt
        Case9_Int1_Set_ele.txt
        Case9_Int1_Set_section.txt
表 24 多結晶組織ランダム生成_楕円形状_データの出力画像

wf_output_ellipse_001

wf_output_ellipse_002

wf_output_ellipse_003

wf_output_ellipse_004

wf_output_ellipse_005

31.3.3. 多結晶組織ランダム生成_薄板形状

パラメータを変化させて薄板状の結晶組織を作成する。

../_images/wf_tool003.png

図 298 多結晶組織ランダム生成_薄板形状

入力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルテンプレートデータ
ポート名: ランダム生成パラメータ

出力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルアーカイブデータ
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_薄板形状_データ
多結晶組織ランダム生成_薄板形状の全出力をフォルダ毎にまとめた圧縮ファイル(.zip)( リスト 46 )
リスト 46 多結晶組織ランダム生成_薄板形状_データ(.zip)
 多結晶組織ランダム生成_薄板形状_データ
 ├─03_Case1_Int1
 │      Abaqus_RVE_Poly.inp
 │      Case1_Int1_Microstructure.jpg
 │      Case1_Int1_Microstructure.txt
 │      Case1_Int1_Microstructure_Info.txt
 │      Case1_Int1_Set_ele.txt
 │      Case1_Int1_Set_section.txt
 │
 │      (省略)
 │
 └─03_Case1_Int9
        Abaqus_RVE_Poly.inp
        Case1_Int9_Microstructure.jpg
        Case1_Int9_Microstructure.txt
        Case1_Int9_Microstructure_Info.txt
        Case1_Int9_Set_ele.txt
        Case1_Int9_Set_section.txt
表 25 多結晶組織ランダム生成_楕円形状_データの出力画像

wf_output_laminated_001

wf_output_laminated_002

wf_output_laminated_003

wf_output_laminated_004

wf_output_laminated_005

31.3.4. 多結晶組織ランダム生成_矩形形状

パラメータを変化させて矩形の結晶組織を作成する。

../_images/wf_tool004.png

図 299 多結晶組織ランダム生成_矩形形状

入力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルテンプレートデータ
ポート名: ランダム生成パラメータ

出力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルアーカイブデータ
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_矩形形状_データ
多結晶組織ランダム生成_矩形形状の全出力をフォルダ毎にまとめた圧縮ファイル(.zip)( リスト 47 )
リスト 47 多結晶組織ランダム生成_矩形形状_データ(.zip)
 多結晶組織ランダム生成_矩形形状_データ
 ├─04_Case1_grainSize16_grainSizeVar1_grainDist0.3_Mfraction0.2_Aspect1_Int1
 │      Abaqus_RVE_Poly.inp
 │      Case1_Int1_Microstructure.jpg
 │      Case1_Int1_Microstructure.txt
 │      Case1_Int1_Microstructure_Info.txt
 │      Case1_Int1_Set_ele.txt
 │      Case1_Int1_Set_section.txt
 │
 │      (省略)
 │
 └─04_Case9_grainSize16_grainSizeVar1_grainDist0.3_Mfraction0.4_Aspect2_Int1
        Abaqus_RVE_Poly.inp
        Case9_Int1_Microstructure.jpg
        Case9_Int1_Microstructure.txt
        Case9_Int1_Microstructure_Info.txt
        Case9_Int1_Set_ele.txt
        Case9_Int1_Set_section.txt
表 26 多結晶組織ランダム生成_矩形形状_データの出力画像

wf_output_rectangle_001

wf_output_rectangle_002

wf_output_rectangle_003

wf_output_rectangle_004

wf_output_rectangle_005

31.3.5. 多結晶組織ランダム生成_矩形を除いた形状

パラメータを変化させて矩形を除いた結晶組織を作成する。

../_images/wf_tool005.png

図 300 多結晶組織ランダム生成_矩形を除いた形状

入力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルテンプレートデータ
ポート名: ランダム生成パラメータ

出力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルアーカイブデータ
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_矩形を除いた形状_データ
多結晶組織ランダム生成_矩形を除いた形状の全出力をフォルダ毎にまとめた圧縮ファイル(.zip)( リスト 48 )
リスト 48 多結晶組織ランダム生成_矩形を除いた形状_データ(.zip)
 多結晶組織ランダム生成_矩形を除いた形状_データ
 ├─05_Case1_grainSize16_grainSizeVar1_grainDist0.3_Ffraction0.2_Aspect1_Int1
 │      Abaqus_RVE_Poly.inp
 │      Case1_Int1_Microstructure.jpg
 │      Case1_Int1_Microstructure.txt
 │      Case1_Int1_Microstructure_Info.txt
 │      Case1_Int1_Set_ele.txt
 │      Case1_Int1_Set_section.txt
 │
 │      (省略)
 │
 └─05_Case9_grainSize16_grainSizeVar1_grainDist0.3_Ffraction0.4_Aspect2_Int1
        Abaqus_RVE_Poly.inp
        Case9_Int1_Microstructure.jpg
        Case9_Int1_Microstructure.txt
        Case9_Int1_Microstructure_Info.txt
        Case9_Int1_Set_ele.txt
        Case9_Int1_Set_section.txt
表 27 多結晶組織ランダム生成_矩形を除いた形状_データの出力画像

wf_output_rectangleexchangemf_001

wf_output_rectangleexchangemf_002

wf_output_rectangleexchangemf_003

wf_output_rectangleexchangemf_004

wf_output_rectangleexchangemf_005

31.3.6. 多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状

パラメータを変化させてVoronoi分割を用いた結晶組織を作成する。

../_images/wf_tool006.png

図 301 多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状

入力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルテンプレートデータ
ポート名: ランダム生成パラメータ

出力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルアーカイブデータ
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状_データ
多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状の全出力をフォルダ毎にまとめた圧縮ファイル(.zip)( リスト 49 )
リスト 49 多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状_データ(.zip)
 多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状_データ
 ├─06_Case1_grainSize8_grainSizeVar0_grainDist0.2_Mfraction0.2_type1_Int1
 │      Abaqus_RVE_Poly.inp
 │      Case1_Int1_Microstructure.jpg
 │      Case1_Int1_Microstructure.txt
 │      Case1_Int1_Microstructure_Info.txt
 │      Case1_Int1_Set_ele.txt
 │      Case1_Int1_Set_section.txt
 │
 │      (省略)
 │
 └─06_Case9_grainSize32_grainSizeVar0_grainDist0.2_Mfraction0.2_type1_Int1
         Abaqus_RVE_Poly.inp
         Case9_Int1_Microstructure.jpg
         Case9_Int1_Microstructure.txt
         Case9_Int1_Microstructure_Info.txt
         Case9_Int1_Set_ele.txt
         Case9_Int1_Set_section.txt
表 28 多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状_データの出力画像

wf_output_voronoi_001

wf_output_voronoi_002

wf_output_voronoi_003

wf_output_voronoi_004

wf_output_voronoi_005

31.3.7. 二点相関計算

DP鋼のマルテンサイトとフェライトの2点相関を計算する。

../_images/wf_tool007.png

図 302 二点相関計算

入力ファイル:
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_Dream3D_データ
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_楕円形状_データ
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_薄板形状_データ
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_矩形形状_データ
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_矩形を除いた形状_データ
ポート名: 多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状_データ

出力ファイル:
ポート名: DP鋼モデルアーカイブデータ
ポート名: 主成分パラメータ

31.4. 入出力ファイル

多結晶組織ランダム生成ワークフローに指定する入力ファイルと出力ファイルを以下に記す。

31.4.1. 入力ファイル

表 29 入力ファイル一覧

ポート名

必須区分

DP鋼モデルテンプレートデータ

必須

Dream3D_入力ファイルリスト

―

ランダム生成パラメータ

―
  • ポート名: DP鋼モデルテンプレートデータ

    • Abaqus形式(.inp)のテンプレートファイル。

    • 2次元モデルの四角形要素(128x128)。

    • 要素はマルテンサイトとフェライトのDP鋼。

    • 引張荷重込。

  • ポート名: Dream3D_入力ファイルリスト

    Dream3Dの入力ファイル群を圧縮したファイル(.zip)( リスト 50 )

    リスト 50 Dream3D_入力ファイルリスト.zip
     Dream3D_入力ファイルリスト
      DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int1.txt
      DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int10.txt
      DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int2.txt
      DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int3.txt
      DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int4.txt
      DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int5.txt
      DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int6.txt
      DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int7.txt
      DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int8.txt
      DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int9.txt
      list.txt
  • ポート名: ランダム生成パラメータ

    ランダム生成するためのパラメータ(.config)( リスト 51 )

    1. int_num_total ... 同じパラメータで生成する数。

    2. grain_size_list ... 粒サイズのリスト。

    3. grain_size_variation_list ... 粒サイズの変動値のリスト

    4. grain_distribution_randomness_list ... 粒の分布範囲

    5. M_fraction_list ... マルテンサイトとフェライトの比率。

    6. Aspect_ratio_list ... 粒の縦横比。

    7. rotation_randomness_list ... 粒の回転角

    8. max_case_num ... 生成する数の最大値。出力数を制限する場合に設定する。

    リスト 51 ランダム生成パラメータ.txt（例）
    [01_Case01_Dream3D_generatingFEM]
max_case_num=10

[01_Case02_Ellipse_generatingFEM]
int_num_total = 1
grain_size_list=[8, 16, 32]
# the ratio between max grain and min grain, max/min
grain_size_variation_list=[1, 4, 8]
grain_distribution_randomness_list=[0.3, 1]
M_fraction_list=[0.1, 0.3]
# <1 for horizontally elongated. >1 for vertically elongated
Aspect_ratio_list=[4, 8, 16, 32, 64]
rotation_randomness_list=[0.25, 0.5]
max_case_num=10

[01_Case03_Laminated_generatingFEM]
# how many instances for each combination of user-specified parameters
int_num_total = 100
grain_dist_randomness=1
# how many elements
grain_thickness=16
grain_numY=8
max_case_num=10

[01_Case04_Rectangle_generatingFEM]
int_num_total = 1
grain_size_list=[16, 32]
# the ratio between max grain and min grain, max/min
grain_size_variation_list=[1, 4, 8]
grain_distribution_randomness_list=[0.3, 1]
M_fraction_list=[0.2, 0.4]
Aspect_ratio_list=[1, 2, 4, 8, 16, 32, 64]
max_case_num=10

[01_Case05_RectangleExchangeMF_generatingFEM]
int_num_total = 1
grain_size_list=[16, 32]
# the ratio between max grain and min grain, max/min
grain_size_variation_list=[1, 4, 8]
grain_distribution_randomness_list=[0.3, 1]
M_fraction_list=[0.2, 0.4]
Aspect_ratio_list=[1, 2, 4, 8, 16, 32, 64]
max_case_num=10

[01_Case06_Voronoi_generatingFEM]
int_num_total = 1
grain_size_list=[8, 16, 32]
grain_size_variation_list=[0]
grain_distribution_randomness_list=[0.2, 0.4]
M_fraction_list=[0.2, 0.4]
Aspect_ratio_list=[1]
max_case_num=10

31.4.2. 出力ファイル

表 30 出力ファイル一覧

ポート名

DP鋼モデルアーカイブデータ

多結晶組織ランダム生成データ

主成分パラメータ
  • ポート名: DP鋼モデルアーカイブデータ

    多結晶組織ランダム生成_Dream3D ～ 多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状　までのAbaqusの入力ファイルを複数圧縮したファイル(.zip)。 ( リスト 52 )

    リスト 52 DP鋼モデルアーカイブデータ.zip
     DP鋼モデルアーカイブデータ
      Abaqus_RVE_Poly_001.inp
      Abaqus_RVE_Poly_002.inp
      Abaqus_RVE_Poly_003.inp
      Abaqus_RVE_Poly_004.inp
      Abaqus_RVE_Poly_005.inp
      Abaqus_RVE_Poly_006.inp
      Abaqus_RVE_Poly_007.inp
      Abaqus_RVE_Poly_008.inp
      Abaqus_RVE_Poly_009.inp
      Abaqus_RVE_Poly_010.inp
      ...
      list.txt
  • ポート名: 多結晶組織ランダム生成データ

    多結晶組織ランダム生成_Dream3D_データ ～ 多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状_データ　と二点相関計算の出力データを纏めて圧縮したファイル(.zip)。( リスト 53 )

    リスト 53 多結晶組織ランダム生成データ.zip
     多結晶組織ランダム生成データ
 ├─01_DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int1
 │      Abaqus_RVE_Poly.inp
 │      Case1_Int1_Microstructure.jpg
 │      Case1_Int1_Microstructure.txt
 │      Case1_Int1_Microstructure_Info.txt
 │      Case1_Int1_Set_ele.txt
 │      Case1_Int1_Set_section.txt
 │
 ├─01_DP_Aspect1_Grain8_Mfraction0.5_Case1_Int2
 │      Abaqus_RVE_Poly.inp
 │      Case1_Int2_Microstructure.jpg
 │      Case1_Int2_Microstructure.txt
 │      Case1_Int2_Microstructure_Info.txt
 │      Case1_Int2_Set_ele.txt
 │      Case1_Int2_Set_section.txt
 │
 │      (省略)
 │
 ├─06_Case9_grainSize32_grainSizeVar0_grainDist0.2_Mfraction0.2_type1_Int1
 │      Abaqus_RVE_Poly.inp
 │      Case9_Int1_Microstructure.jpg
 │      Case9_Int1_Microstructure.txt
 │      Case9_Int1_Microstructure_Info.txt
 │      Case9_Int1_Set_ele.txt
 │      Case9_Int1_Set_section.txt
 │
 └─2PointCorrelation
         keisuu_p.csv
         kiyo_p.csv
         pca_p_0.csv
         pca_p_1.csv
         pca_p_10.csv
         pca_p_2.csv
         pca_p_3.csv
         pca_p_4.csv
         pca_p_5.csv
         pca_p_6.csv
         pca_p_7.csv
         pca_p_8.csv
         pca_p_9.csv
  • ポート名: 主成分パラメータ

    マルテンサイトとフェライトの2点相関の主成分データ(.csv)。

    # SC1

    SC2

    SC9

    SC10

    -20.008314

    -2.179563

    ...

    0.403273

    0.142296

    -25.237586

    -1.324002

    ...

    0.591512

    0.399900

    -18.455886

    -2.345115

    ...

    0.201509

    0.543393

    -20.825182

    -2.558733

    ...

    0.046059

    -1.147846

    ...

    ...

    ...

    ...

    ...

    11.8180484

    -1.329555

    ...

    0.165292-01

    -0.271498

    -33.344934

    -1.623962

    ...

    -0.003047

    -0.040975

    -19.887256

    -0.462759

    ...

    0.371978

    1.941014

    -38.240250

    -0.9.5554

    ...

    0.209005

    -0.977734

31.5. ワークフロー実行

1. ワークフロー一覧画面 ( 図 303 ) で、ワークフロー名 [多結晶組織ランダム生成] リンクをクリックして、ワークフローメタ情報画面に遷移する。
../_images/wf_run0014.png

図 303 ワークフロー一覧画面

2. ワークフローメタ情報画面 ( 図 304 ) で、画面の右上にある [ワークフローを実行] ボタンをクリックして、ワークフロー実行画面に遷移する。
../_images/wf_run0024.png

図 304 ワークフローメタ情報画面

3. ワークフロー実行画面 ( 図 305 ) で、実行パラメータ(入力ファイル)を設定後、[実行] ボタンをクリックすることでワークフローが実行される。
../_images/wf_run0034.png

図 305 ワークフロー実行画面

31.5.1. 実行結果

1. ラン一覧から実行結果をダウンロードしたいステータスが「完了」のランIDをクリックし、ラン詳細画面に遷移する( 図 306 )。
../_images/wf_result0014.png

図 306 ラン詳細画面

2. ラン詳細画面の [ダウンロード] ボタンをクリックすると計算結果ファイルダウンロード画面に遷移する( 図 307 )。全ての実行結果をダウンロードするのラジオボタンにチェックを付け、[ダウンロード] ボタンをクリックするとダウンロードが開始される。
../_images/wf_result0023.png

図 307 計算結果ファイルダウンロード画面

3. ダウンロードした実行結果ファイル("out.zip")は圧縮されている。
これを解凍すると「(ワークフローID+)ツール名」のフォルダが存在する( リスト 54 )。
リスト 54 実行結果ダウンロードファイル(out.zip)
 out
 └─W000010000000238
    ├─input
    │      DP鋼モデルテンプレートデータ_01
    │      Dream3D_ファイルリスト_01
    │      ランダム生成パラメータ_01
    │
    ├─W000010000000238_多結晶組織ランダム生成_Dream3D_01
    │       DP鋼モデルアーカイブデータ
    │       stdout
    │       多結晶組織ランダム生成_Dream3D_データ
    │
    ├─W000010000000238_多結晶組織ランダム生成_楕円形状_01
    │       DP鋼モデルアーカイブデータ
    │       stdout
    │       多結晶組織ランダム生成_楕円形状_データ
    │
    ├─W000010000000238_多結晶組織ランダム生成_薄板形状_01
    │       DP鋼モデルアーカイブデータ
    │       stdout
    │       多結晶組織ランダム生成_薄板形状_データ
    │
    ├─W000010000000238_多結晶組織ランダム生成_矩形形状_01
    │       DP鋼モデルアーカイブデータ
    │       stdout
    │       多結晶組織ランダム生成_矩形形状_データ
    │
    ├─W000010000000238_多結晶組織ランダム生成_矩形を除いた形状_01
    │       DP鋼モデルアーカイブデータ
    │       stdout
    │       多結晶組織ランダム生成_矩形を除いた形状_データ
    │
    ├─W000010000000238_多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状_01
    │       DP鋼モデルアーカイブデータ
    │       stdout
    │       多結晶組織ランダム生成_ボロノイ形状_データ
    │
    └─W000010000000238_二点相関計算_01
            DP鋼モデルアーカイブデータ
            stdout
            主成分パラメータ
            多結晶組織ランダム生成データ