上一期提到，最近解決了纖維軌跡到三維網格生成技術。

熟悉我們號的朋友應該也發現了，如果說“靜界有限元”有什么特色的話，那一定是圍繞工程問題，具有系統性的解決方案和配套技術。我們在仿真、試驗的同時，長期致力于各種配套軟件工具的開發，做一個東西對應開發一套軟件，讓其他人也能用。

很多事的根源，都要追溯到開頭。開頭是怎么開的，很大程度會影響一個人的后續職業生涯。人如此，事業也是如此。北宋始于黃袍加身，整個大宋朝一直到滅亡都防著武將。大明以滅元立國，后又天子守國門，就是防著游牧民族。

扯遠了。我讀研究生的時候第一個項目就是寫織物力學性能分析軟件，工作以后搞氣動、參加試飛，寫了翼型結冰、試飛數據處理、冰風洞試驗數據處理、圖片曲線數據提取、UG翼型自動建模等等各種軟件和工具。一直到現在幾乎專門從事工業軟件開發。

把力學、建模、前后處理、數據采集與分析等各類技術軟件化、工具化，已經是我個人的科研風格了。不能用、不實用的虛幻研究熱點和縫合怪課題，即便能做也寧可不做。

所謂科研的品味，就是你自己喜歡怎么做事情。比如有人擅用電鏡，還自感發了一堆CNS十分的牛逼。有人喜歡所有東西AI化，用商業軟件算點東西，再加點AI佐料，自感十分前衛。有人喜歡熱點，納米火的時候他搞納米，石墨烯火的時候他搞石墨烯。

這就沒辦法，他品味就是那個樣子。人間正道是滄桑，好路走起來難。

又扯遠了。關于手搓TexGen這個問題也是一樣。我們把機織蜂窩復合材料自動生成網格這個技術也軟件化。

纖維材料方向的處理

我們知道纖維束是橫觀各向同性的，橫觀各向同性只是聽起來像各向同性，它實質上還是個各向異性，需要根據其走向給單元賦材料方向。

由于我們事先建立了纖維軌跡的理論模型，三維網格也是通過截面貫穿軌跡得到的。這個技術方案天然地，就會在生成網格過程中，自然的得到局部材料坐標系，我們只需要在這個過程里把材料方向和網格數據一同儲存，隨后寫入inp中即可。

基體的處理

我們在《機織復合材料細觀損傷分析》一文中，已經闡明，可以采用嵌入式約束的方法將纖維和基體進行耦合，這樣可以不對基體做布爾運算，簡單的六面體網格進行基體單元的快速劃分。

對于機織蜂窩復合材料來說，這里會增加一個難題，就是基體也是蜂窩狀的，即它在空間中也是間斷的，不是連續的。這就不好用一個大的六面體進行包裹，因此網格難度增加了。

但是我們采用了體素的思想，適當降低基體范圍的精度，只在纖維區域進行基體創建。

軟件開發

我們設計了一個簡單的界面，左邊輸入基本織物參數，右邊通過選項卡，可以逐步生成纖維三維軌跡、纖維網格、基體網格，網格結果導出為ABAQUS inp文件，可以直接導入ABAQUS。

 

有軟件的好處就來了，想改什么參數，點幾下就搞定了。

除此之外，我們還給每個視口放了三視圖按鈕，方便觀察。

網格的密度也做參數化，可以調節網格數量和分布。

仿真效果

我們把模型導入到ABAQUS中，簡單仿真一些工況。可以看到材料方向賦予正確，嵌入式約束可以完成耦合。

作為一個網格生成器來說基本功能是都有了。

封裝

最后我們把軟件做了加密和封裝，方便你我他。