voronoi建模
關(guān)注創(chuàng)建者：huoli 創(chuàng)建時間：2019-05-31
voronoi建模的視頻教程
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(2)-材料幾何結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(2)-材料幾何結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)，第2章是關(guān)于材料微觀結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)的講解，課程包含下面4部分內(nèi)容： 2.1 材料微觀結(jié)構(gòu)的建模方法匯總 2.2 Voronoi幾何模型的建模方法 2.3 Laguerre幾何模型的建模方法 2.4 真實晶粒幾何模型的建模方法 關(guān)鍵字：材料微觀結(jié)構(gòu)；Voronoi幾何模型；Laguerre幾何模型；真實晶粒幾何模型
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voronoi建模的實例教程
在ANSYS Workbench內(nèi)基于Voronoi算法建立泰森多邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)板模型可采用CAD Voronoi插件建模后將模型導(dǎo)入。
在插件內(nèi)設(shè)置好模型參數(shù)后運行，插件會自動在CAD內(nèi)完成Voronoi圖形的繪制。
將長方形與Voronoi晶格分別生成面域并做差集，形成Voronoi框架結(jié)構(gòu)模型。
采用拉伸命令，將二維模型拉伸為三維蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
將模型導(dǎo)出為IGES格式文件并導(dǎo)入到ANSYS Workbench內(nèi)。
CAD Voronoi
https://www.yqgqt.org.cn/post/1860011
展開 COMSOL中梯度Voronoi晶粒結(jié)構(gòu)建模，可精準(zhǔn)研究非均勻晶粒對力學(xué)、熱傳導(dǎo)及失效的多物理場影響，為高性能梯度材料設(shè)計提供理論依據(jù)，助力航空航天與電子領(lǐng)域應(yīng)用，推動微觀-宏觀性能關(guān)聯(lián)研究。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立大小尺寸梯度分布的晶粒結(jié)構(gòu)模型。
首先通過AutoCAD軟件繪制矩形模型外邊框線，模型外邊框應(yīng)當(dāng)在“0”圖層上繪制，并且應(yīng)采用一條多段線分段繪制，分段的原則為每段尺寸對應(yīng)相應(yīng)位置的晶粒尺寸數(shù)據(jù)。
采用CAD二維圖形Voronoi劃分插件進行梯度晶粒的生成，晶粒直徑參數(shù)設(shè)置為模型中最大的晶粒尺寸，晶界厚度根據(jù)實際情況設(shè)置，晶粒類型選取梯度適應(yīng)，邊界模式開啟自動尺寸。
將建立好的梯度Voronoi模型導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)，需注意晶粒及晶界應(yīng)分兩次導(dǎo)入，導(dǎo)入后建立聯(lián)合體。
分別設(shè)置晶粒及晶界的材料屬性，并完成網(wǎng)格劃分，后續(xù)可根據(jù)研究的需要完成仿真模擬分析。
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展開 neper 是功能強大的專業(yè) voronoi 建模工具，在 linux 系統(tǒng)下通過命令行交互的方式來使用。
因為大多數(shù)人對 linux 環(huán)境都不熟悉，面對一片漆黑的 linux 界面時，畏難情緒會一下子讓你失去使用 neper 的信心。
本文通過介紹一個官網(wǎng)推薦的 neper 使用案例和 neper 的安裝，提供翻譯版的用戶手冊，減少大家對 linux 的陌生感、更多了解 neper 的強大功能。
下面先看安裝好之后，使用的情況。
命令行交互，從實例一瞥 neper
上面的截圖采用一條命令： neper -T -n 100 -id 1 ，來創(chuàng)建包含 100 個 vonronoi 多邊形的三維立方體模型。“-T”代表執(zhí)行“生成 voronoi 多邊形模塊”，“-n” 代表數(shù)量，“-id”代表賦予模型的 ID 標(biāo)識，簡單明了。
執(zhí)行成功，在屏幕上會自動打印出相關(guān)的信息。采用 linux 的命令 “l(fā)s”，可以看到在當(dāng)前目錄下，生成了一個后綴“.tess”的文件。這個文件還要經(jīng)過網(wǎng)格劃分，生成“.inp”文件，才能讓 abaqus 軟件使用。
下面的截圖展示了進行網(wǎng)格劃分的命令。
這次的命令就變得很長了：
neper -M -format inp -gmsh /root/gmsh-4.3.0-Linux64/bin/gmsh n100-id1.tess
“-M”代表執(zhí)行“網(wǎng)格劃分”功能，“-format inp”代表生成 “.inp”后綴模型文件，“-gmsh”代表采用的網(wǎng)格劃分工具是 gmsh，“/root/gmsh-4.3.0-Linux64/bin/gmsh”代表網(wǎng)格劃分工具所在的路徑，“n100-id1.tess”是上一步形成的模型文件。
經(jīng)過這樣的解釋，相信大家也不會覺得命令晦澀難懂了。
展開 晶格模型適用于研究微觀尺度下的材料性質(zhì)，以及它們?nèi)绾斡绊懞暧^性能，如進行金屬晶體結(jié)構(gòu)建模及斷裂的模擬等。
晶體結(jié)構(gòu)模型可采用CAD Voronoi插件進行建模后導(dǎo)入Workbench內(nèi)，首先采用插件在AutoCAD內(nèi)建立模型的二維草圖。
在CAD內(nèi)采用拉伸命令將晶格及晶界分別建立三維模型。
將模型導(dǎo)出為iges格式文件后，即可導(dǎo)入到ANSYS內(nèi)。
可對晶格模型劃分網(wǎng)格及進行后續(xù)的有限元模擬。
CAD Voronoi插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1860011
展開 本案例闡述了針對任意形狀三維部件實施Voronoi晶格結(jié)構(gòu)劃分并導(dǎo)入ABAQUS的完整流程。
三維模型需在AutoCAD中構(gòu)建，并借助CAD三維模型Voronoi劃分插件完成晶格劃分。
劃分后的晶粒結(jié)構(gòu)應(yīng)導(dǎo)出為IGES格式文件，并以部件形式導(dǎo)入ABAQUS，進而構(gòu)建裝配體。
針對模型中的Voronoi晶粒，可賦予差異化的材料屬性。
隨后可進行網(wǎng)格劃分，設(shè)置邊界條件，并執(zhí)行晶體結(jié)構(gòu)的有限元仿真分析。
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voronoi建模的最新內(nèi)容
本案例闡述了針對任意形狀三維部件實施Voronoi晶格結(jié)構(gòu)劃分并導(dǎo)入ABAQUS的完整流程。
三維模型需在AutoCAD中構(gòu)建，并借助CAD三維模型Voronoi劃分插件完成晶格劃分。
劃分后的晶粒結(jié)構(gòu)應(yīng)導(dǎo)出為IGES格式文件，并以部件形式導(dǎo)入ABAQUS，進而構(gòu)建裝配體。
COMSOL中梯度Voronoi晶粒結(jié)構(gòu)建模，可精準(zhǔn)研究非均勻晶粒對力學(xué)、熱傳導(dǎo)及失效的多物理場影響，為高性能梯度材料設(shè)計提供理論依據(jù)，助力航空航天與電子領(lǐng)域應(yīng)用，推動微觀-宏觀性能關(guān)聯(lián)研究。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立大小尺寸梯度分布的晶粒結(jié)構(gòu)模型。
泰森多邊形模型通過CAD Voronoi V2.1插件建立，設(shè)置模型參數(shù)后運行插件即可在AutoCAD內(nèi)自動完成Voronoi的建模。
為了展示兩種不同形態(tài)的晶粒結(jié)構(gòu)，在CAD內(nèi)將圖紙進行預(yù)處理，并刪除與建模無關(guān)的圖層內(nèi)容。
材料晶體塑性理論與細觀尺度上晶體幾何模型相融合的模擬方法為探究材料在塑性變形過程中的行為機制以及晶體材料優(yōu)化開辟了新途徑。本案例演示在CAD軟件內(nèi)通過Voronoi建立晶體三維模型，并將模型導(dǎo)入到Abaqus CAE內(nèi)，完成晶體材料的有限元建模。
在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD_Voronoi V1.0.1插件建立晶體結(jié)構(gòu)三維模型，并將整個模型導(dǎo)出為
三維Voronoi晶體結(jié)構(gòu)模型可采用CAD Voronoi 3D插件建模后導(dǎo)入Workbench內(nèi)，首先采用插件在AutoCAD內(nèi)建立泰森多邊形三維模型。
在CAD內(nèi)選擇輸出-其他格式將模型導(dǎo)出為iges格式文件。
晶體結(jié)構(gòu)模型可采用CAD Voronoi插件進行建模后導(dǎo)入Workbench內(nèi)，首先采用插件在AutoCAD內(nèi)建立模型的二維草圖。
在CAD內(nèi)采用拉伸命令將晶格及晶界分別建立三維模型。
將模型導(dǎo)出為iges格式文件后，即可導(dǎo)入到ANSYS內(nèi)。
在ANSYS Workbench內(nèi)基于Voronoi算法建立泰森多邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)板模型可采用CAD Voronoi插件建模后將模型導(dǎo)入。
在插件內(nèi)設(shè)置好模型參數(shù)后運行，插件會自動在CAD內(nèi)完成Voronoi圖形的繪制。
插件介紹
AbyssFish Voronoi2D&3D 3D V3.0 插件可對Abaqus內(nèi)已進行網(wǎng)格劃分的部件（Part）生成Voronoi泰森多邊形區(qū)塊。插件可對任意形狀的二維或三維部件、任意特征（實體或殼）、任意單元形狀進行指派Voronoi晶格，可設(shè)置晶格數(shù)量等參數(shù)。可用于Abaqus晶體塑性有限元、非均質(zhì)晶格、多晶體、三維Voronoi等模型構(gòu)建及研究。
插件介紹
CAD泰森多邊形框架3D插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)生成三維Voronoi框架結(jié)構(gòu)實體模型，適用于多孔Voronoi科研論文渲染繪圖、Voronoi框架有限元建模、Voronoi空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面的應(yīng)用。
使用說明
插件可設(shè)置生成的幾何尺寸、晶格尺寸及邊框直徑等信息。
插件可同時生成實體框架及線條框架兩種模型。
在外部荷載及內(nèi)力效應(yīng)的作用下，晶體材料將發(fā)生斷裂破壞，按晶體材料斷裂時裂紋擴展路徑的差異，可將晶體的斷裂分為穿晶斷裂及沿晶斷裂兩種斷裂形式。
穿晶斷裂中裂紋穿過晶體的晶粒內(nèi)部，斷裂面較為粗糙；沿晶斷裂中裂紋沿晶界擴展，可以清楚地看到一個個晶粒，晶粒面比較光滑。
在COMSOL中對兩種斷裂形式進行模擬，模型采用Voronoi泰森多邊形構(gòu)建晶體的晶粒組織，幾何模型采用CAD Voronoi
