COMSOL三維多孔結(jié)構(gòu)骨架力學(xué)分析基于Voronoi泰森多邊形三維幾何

力學(xué)模型

模型計(jì)算為圓柱體試件軸壓模型,在軸向荷載作用下應(yīng)力分布的計(jì)算。

.COMSOL三維多孔結(jié)構(gòu)骨架力學(xué)分析基于Voronoi泰森多邊形三維幾何的圖1

幾何生成

采用CAD Voronoi3D插件在AutoCAD內(nèi)直接生成三維Voronoi,其計(jì)算參數(shù)如下:

COMSOL三維多孔結(jié)構(gòu)骨架力學(xué)分析基于Voronoi泰森多邊形三維幾何的圖2

模型生成后刪除晶格部件,并對(duì)晶粒進(jìn)行一步平滑處理:

COMSOL三維多孔結(jié)構(gòu)骨架力學(xué)分析基于Voronoi泰森多邊形三維幾何的圖3

新建外部圓柱體部件,并與晶粒進(jìn)行差集操作,形成多孔骨架支撐結(jié)構(gòu),同時(shí)可查看各部分的體積(MASS命令),方便進(jìn)行孔隙率的計(jì)算。這里的晶粒也可用作卵石形狀集料的堆積模型。

COMSOL三維多孔結(jié)構(gòu)骨架力學(xué)分析基于Voronoi泰森多邊形三維幾何的圖4

導(dǎo)入COMSOL

在CAD內(nèi)將Voronoi骨架模型導(dǎo)出為.iges格式,并導(dǎo)入到COMSOL有限元軟件內(nèi)。

COMSOL三維多孔結(jié)構(gòu)骨架力學(xué)分析基于Voronoi泰森多邊形三維幾何的圖5

模型賦值簡(jiǎn)單的均質(zhì)材料,并通過(guò)指定位移的方式進(jìn)行最基本的單軸受壓計(jì)算,應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖。

COMSOL三維多孔結(jié)構(gòu)骨架力學(xué)分析基于Voronoi泰森多邊形三維幾何的圖6

CAD Voronoi3D下載

建模采用了CAD Voronoi3D插件,可用于生成更為復(fù)雜的幾何模型。

COMSOL三維多孔結(jié)構(gòu)骨架力學(xué)分析基于Voronoi泰森多邊形三維幾何的圖7

插件下載鏈接:

CAD Voronoi3D

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