建立柱狀晶幾何模型進行有限元分析有助于深入理解材料的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的關(guān)系，為材料設(shè)計、制造工藝優(yōu)化及失效預(yù)測提供了強有力的工具。本案例介紹采用AutoCAD基于泰森多邊形算法生成柱狀晶三維幾何部件，并導(dǎo)入Abaqus有限元軟件內(nèi)建立包含晶粒及晶界在內(nèi)的柱狀晶模型。

采用CAD Voronoi V2.1插件建立泰森多邊形草圖，插件內(nèi)的孔壁厚參數(shù)即為需要建立的晶界厚度。

只保留紅色圖層內(nèi)容，對其他圖層進行隱藏，并通過面域REGION命令建立面域。

在三維建模中，通過拉伸并設(shè)置高度，將面域拉伸為三維實體模型。

通過并集，將所有晶粒合并為一個部件，并將整個模型在原位置復(fù)制一份。

手動建立一個長方體部件，尺寸與原模型相同，使長方體與原模型重合。

通過差集，將長方體與復(fù)制的模型進行差集，以建立晶界部件。建立完成后將整個模型導(dǎo)出為.iges格式文件備用。

在Abaqus內(nèi)將建立好的模型文件以部件的形式導(dǎo)入。

可對晶粒及晶界進行材料截面指派，也可對每個晶粒分別進行材料指派。

將模型單獨進行裝配，也可配合其他自定義部件裝配為整體。

對柱狀晶模型進行網(wǎng)格劃分。