POLARIS-VORONOI是一款Abaqus前處理插件，用于生成Voronoi二維多邊形、三維多棱柱、三維多面體的幾何模型，并可實現(xiàn)晶格優(yōu)化、縮放、圓滑、以及二維模型刪除短邊等功能。旨為提高你的工作效率！

【插件的主要功能】

1）生成平面二維Voronoi多邊形模型；

2）生成三維Voronoi多棱柱模型；

3）生成三維Voronoi多面體模型；

4）存儲模型數(shù)據(jù)，并可讀取數(shù)據(jù)重新生成對應(yīng)的模型；

5）不同晶體定義不同集合；

6）讀取網(wǎng)格節(jié)點信息，協(xié)助生成規(guī)則Voronoi模型；

7）晶格控制點可以實現(xiàn)：隨機分布或多種漸變方式的梯度分布；

8）提供等比例和等距的晶體縮放功能；

9）可采用晶體控制點與重心趨于重合的方式，實現(xiàn)晶體優(yōu)化功能；

10）可實現(xiàn)二維晶體短邊合并（刪除）功能；

11）二維多邊形內(nèi)切樣條曲線功能。

【視頻介紹-包含六個相關(guān)的建模小技巧】

視頻較長，建議wifi下觀看（32分30秒），視頻地址：https://v.qq.com/x/page/o0793y69fs0.html

【V2.1新增功能簡介】發(fā)布時間2018年11月16日

更新內(nèi)容：

• 優(yōu)化：界面更新；

• 優(yōu)化：幾何形態(tài)單獨定義為下拉框；

• 新增：新增多邊形優(yōu)化算法，優(yōu)化目標：多邊形控制點和形心重合；

• 新增：多邊形縮放功能，可實現(xiàn)高含量骨料模擬；

• 新增：晶體控制點生成的方式：全局正交隨機、全局梯度隨機、來自網(wǎng)格MeshType（合并工具）、正交隨機（原有）、來自文件（原有）；

• 新增：梯度布種功能：正向遞增、負向遞增、兩邊遞增、居中遞增、均勻五種分布；

• 新增：二維模型增加短邊合并功能；

• 新增：多邊形內(nèi)切樣條曲線功能，僅適用于二維模型。

【插件界面】

用戶填寫完整數(shù)據(jù)之后，點擊OK或APPLY可激活生成程序，在Abaqus信息提示框中將提示模型的生成進度，以三維Voronoi多棱柱為例：

任意形狀Voronoi多棱柱

POLARIS_VORONOI插件無法直接生成二維長方形或三維長方體以外的其他形狀多面體，但用戶可以通過切除或面刨分等方式，獲得任意外形的多邊形或多面體模型，如下圖所示，為祖國陸地外形中填充隨機的Voronoi多棱柱的效果圖：

控制點漸變分布

插件目前在XYZ三個維度上，可以實現(xiàn)梯度網(wǎng)格，并提供了五種梯度方式，通過搭配不同的維度和梯度，可使模型在不同位置的晶粒加密，示例如下：

晶體優(yōu)化

多邊形（晶體）的控制點一般是隨機生成，如下圖左側(cè)黑點，通過黑點位置可獲得多邊形邊界，但最終獲得的多邊形可能會非常不規(guī)則，且控制點和多邊形重心（紅點）偏離距離較大；為了使重心和控制點重合，將生成多邊形重心作為下一次迭代的控制點，重新獲得晶體分布，依次循環(huán)迭代N次，獲得的晶體將逐漸變規(guī)則，重心和控制點位置也將趨于重合。

刪除晶體短邊

隨機生成的晶體模型，通常會存在大量的短邊，影響網(wǎng)格劃分的質(zhì)量，因此可以通過刪除短邊，從而減少畸變單元，提高網(wǎng)格質(zhì)量。如下右圖所示，短邊為紅線位置，刪除短邊的方式是將短邊柔和到一個點（如右圖所示）。

晶體縮放

經(jīng)常會遇到：使用有厚度晶界的需求。為了滿足這一需求，我們增加了二維三維模型晶體縮放功能，縮放的方式分為等比縮放和等距縮放。

光滑處理

利用泰森多邊形可以生成高含量骨料模型，普通的隨機投遞模型獲得的骨料含量是非常有限的。為實現(xiàn)高骨料含量模型，一方面可以采用晶體縮放技術(shù)，另一方面則可以在獲得的多邊形內(nèi)部生產(chǎn)光滑顆粒，這樣就能更加逼近實際情況

晶體拉伸斷裂仿真

試件中，嵌入隨機的泰森（Voronoi）多邊形，模擬晶體與晶界，并采用POLARIS_InsertCohElem插件全局嵌入零厚度Cohesive單元，不同材料強度條件下模擬拉伸斷裂效果動畫如下：

提示：動畫中展示的為等效塑性應(yīng)變PEEQ云圖。

晶體切削仿真

試件中嵌入隨機的泰森（Voronoi）多棱柱，模擬晶體與晶界，并采用POLARIS_InsertCohElem插件全局嵌入零厚度Cohesive單元，其中晶界位置的Cohesive單元強度低于晶體內(nèi)部Cohesive單元時，模擬切削過程的塑性應(yīng)變云圖和斷裂情況如下所示，觀察切屑的形態(tài)和破壞方式可知，該方法適合模擬脆性材料的切削過程。

溫馨提示：云圖結(jié)果雖為二維視角，但其實是三維模型（厚度方向取一個單元長度），二維模型Cohesive單元破裂后，切屑之間的接觸將成問題；應(yīng)用三維Voronoi多棱柱模型，并結(jié)合通用接觸方法，可實現(xiàn)切削分離后的自接觸，從而避免切削的相互侵入。

晶體壓縮破碎仿真

首先生成三維Voronoi多面體模型，模型外形為長方體，通過剪裁操作，可以獲得圓柱體試件，采用POLARIS_InsertCohElem插件全局嵌入零厚度Cohesive單元，其中晶界位置的Cohesive單元強度低于晶體內(nèi)部Cohesive單元時，模擬獲得不同階段，試件的破壞情況如下，其中左側(cè)為晶體分布圖，右側(cè)為位移云圖：

原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/-NjIfUMHQREGgzzDfb1JvA