單胞的案例
UD單胞細觀建模插件（纖維隨機分布+周期性邊界—幾何上） ￥50
插件介紹：
這是一個具有周期性的ud單胞細觀建模插件，可以指定單胞的尺寸大小、纖維半徑，以及樹脂含量。纖維采用隨機分布，纖維與樹脂分為兩個部件。
操作說明：
首先打開abaqus CAE，在Plug-ins目錄下找到UD單胞細觀建模插件，如圖所示：
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點擊它，打開插件界面，如圖所示：
這里首先要完成模型的設定。自上而下分別為目標模型，樹脂部件名稱，纖維部件名稱，以及如圖所標的參數，并需要指定纖維半徑與樹脂含量，拖動滑塊，設定纖維投放失敗最大嘗試次數。
數值盡量采用小數，例如5.0，RC的值為0~1之間。
此插件所生成的是可變形的實體模型，設定好之后就可以點擊ok或apply進行生成。
插件說明
此插件所生成的是實體模型。
使用做了視頻，可以在視頻中查看效果。視頻鏈接：
UD單胞細觀建模插件使用視頻教程_培訓課程_abaqus建立rve ABAQUS仿真rve-技術鄰
為了安裝方便，這里新增了安裝包，雙擊運行，路徑采用默認就行。并為防止特殊情況，這里也提供了壓縮包，可以通過傳統安裝方式進行解壓安裝。新版界面如下：
注意，路徑盡量默認，也可以自定義安裝，如果自定義安裝請安裝到與傳統安裝一致的地方。
今后插件的發行格式均采用壓縮包與安裝包并行的形式。
承諾：
1.凡是購買插件的用戶，使用過程中若是遇到Bug，本人將承諾對發現的bug進行修復。
2.使用時有什么問題，也可以進行咨詢，私信或評論區發言都行，看到有時間會進行回復。
3.還沒想好，以后再說。
展開 周期性 RVE 幾何建模：復合材料單胞自動化生成插件
連續纖維（左圖）和短纖維（右圖）周期性單胞
二、纖維空間分布算法
插件內置了兩種空間拓撲分布方式：
正交約束排布：控制纖維沿指定的X、Y或Z方向對齊，適用于單向板類RVE的構建；
三維隨機分布（Random 3D）：采用球面投影與隨機變量正弦變換生成取向向量，保證空間方向無統計偏置。通過干涉檢測算法，在較高體積分數條件下仍能保持一定的生成成功率。
圖 3. 沿X方向連續纖維分布（左圖）和隨機方向連續纖維分布（右圖）周期性單胞
三、布爾運算的容差處理
針對ACIS引擎在絕對平行條件下布爾運算易失敗的問題，程序中引入了非穩態判定與自適應微擾機制。當執行X/Y/Z方向的正交對齊切削時，若檢測到幾何容差逼近臨界值，程序向纖維軸向注入極小幅度的方向偏移。該偏移量低于網格特征尺寸，對力學行為的影響可忽略，但能夠打破幾何引擎的平行死鎖狀態，使布爾運算順利完成。
圖 4. 四面體網格劃分效果：左圖為纖維絲，右圖為單胞
四、插件使用方法
4.1. 將插件文件夾復制至Abaqus插件目錄abaqus_plugins，例如：
D:\ABAQUS2023\product\win_b64\code\python2.7\lib\abaqus_plugins
4.2. 啟動Abaqus，無需預先創建模型。
展開 abaqus模擬周期性邊界條件（單向纖維復材單胞） ￥19.89
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</figure><p class="ql-align-center">圖 21 單胞網格劃分</p><h1>3.施加邊界條件、載荷，設置分析步</h1><p class="ql-align-justify">為了得到纖維復合材料的宏觀彈性性能，我們需要知道其宏觀的應力應變關系。要在一個方向上使其應變不為零，其他的方向上應變等于0，從而求得剛度矩陣的一列，我們通過三次施加這樣的邊界條件，最終得到整體的剛度。
展開 UMAT子程序（晶體塑性力學）經典案例-單胞模型（inp+UMAT文件+子程序對應的本構模型文件） ￥10
附件中文件：inp單胞模型，UMAT晶體塑性經典子程序，子程序對應的經典說明，固體力學國際經典教程（Computational Methods for Plasticity），ABAQUS工程項目前處理經典教程。
看好再購買，售出不退，謹慎入手
北化徐福建教授/俞丙然教授團隊、北京協和醫院睢瑞芳教授 AFM：靶向性光動力抗菌納米組裝材料用于多藥耐藥生物膜感染的角膜炎治療
該論文通過可逆加成-斷裂鏈轉移聚合(RAFT)合成了α-D半乳糖與光敏劑酸性紅（RB）的嵌段聚合物PαGal
50
-
b
-PGRB
n
，其中α-D半乳糖對銅綠假單胞菌凝集素A（Lec A）具有特異靶向性，光敏劑RB在光照的條件下產生
活性氧（
ROS
）
，兩者共同實現對多藥耐藥銅綠假單胞菌生物膜的解散與殺傷。
圖1. a.多藥耐藥銅綠假單胞菌靶向性光動力納米組裝材料的合成路線以及生物學應用。b. PαGal50-b-PGRBn多藥耐藥銅綠假單胞菌選擇性結合與殺傷。c. PαGal50-b-PGRBn殺菌機制研究。d. PαGal50-b-PGRBn殺菌機制示意圖。
首先通過激光共聚焦觀察發現，負電性的PαGal50-b-PGRBn可以通過α-D半乳糖與銅綠假單胞菌的Lec A凝集素特異性結合進入細菌內部。體外抗菌實驗證明，在光照的情況下PαGal50-b-PGRBn可以通過ROS機制特異性殺傷銅綠假單胞菌，而不對同為革蘭氏陰性菌的大腸桿菌殺傷。體內外生物安全性實驗證明PαGal50-b-PGRBn傾向于跟銅綠假單胞菌結合而不跟正常細胞結合，因為表現出較好的生物相容性。同時，PαGal50-b-PGRBn在15分鐘內可以實現對多藥耐藥銅綠假單胞菌生物膜的快速滲透，在30分內可以有效解散生物膜。在滲透和消散后，再結合光動力殺菌，可以有效實現對多藥耐藥銅綠假單胞菌生物膜的清除。
此外，作者在兔眼角膜耐藥菌感染模型上進一步驗證了材料的殺菌抗生物膜性能。實驗結果表明，所設計的光動力抗菌材料可以有效的殺死來自臨床的多藥耐藥銅綠假單胞菌，并降低感染部位炎癥因子的表達。
展開 abaqus模擬超材料三點彎分析 ￥9.9
? 模型二是根據文獻改進了單胞的排列方式 紅色區域是OCT 黃色區域是FCC 綠色是BCC。
對應每個模型的這個圖需要列出來，對應好
? 模型3是分層設計 第一層和第五層是OCT 第二層和第四層是FCC 中間一層是BCC
? 模型4是根據模型一的應力分布更改的單胞排布 模型一應力黃色和紅色的地方改成了OCT 其他受應力的地方換成了FCC
? 模型5是模型一的基礎上把所有有應力的地方都改成了FCC 沒有使用OCT
對比分析
可以看到模型一相較于其他模型的位移值較大，說明模型一的剛度較差，抵抗變形的能力較弱，分析其原因是由于組成其模型的單胞結果，其單胞使用為BCC單胞模型，其每個單胞的剛度較差，就導致整理的梁結果剛度較差，
在結果上分析，此模型為三點彎模型，上端受壓，下端受拉，單胞模型的排列規則對模型的強度，剛度以及穩定性有較大的影響。模型二由于下端為OCT，在受拉的地方使用了表現最為良好的單胞 ，提高了模型的穩定性以及剛度。模型三由于分層設計，結構最為合理，因為模型二由于不同單胞的排布是呈現梯形分布的，在進行三點彎受力的時候，容易產生偏應力，但是由于模型三結構特殊性，在頂部和底部受力最大的地方采用了最好的OCT單胞模型，很好的提高了模型的剛度和穩定性。
模型四和模型五類似模型二都是由于排列的不規則性導致其最終受力時，位移極值相較于模型三排列規則的叫大。
Job1
Job2
Job3
Job4
Job5
從能量的角度分析，五個模型的比吸能(吸收的能量除模型質量) ,模型三最好
展開 浙大周民團隊Nano Today：細胞膜修飾牙齦卟啉單胞菌用于腫瘤微環境免疫調控和光熱免疫治療
本研究設計了一種紅細胞膜涂層的牙齦卟啉單胞菌（cmPg），紅細胞膜涂層改善了細菌的大小分布，減少了巨噬細胞對細菌的清除，并維持了細菌對巨噬細胞的極化作用。cmPg能夠穩定產生黑色素，在激光照射下可作為光熱治療劑(PTT)，促進癌細胞發生光熱誘導免疫原性細胞死亡(ICD)。該免疫調節細菌與anti-PD -1聯合使用，可抑制B16F10黑色素瘤和CT26結腸癌原發和繼發腫瘤的生長。本研究提供了一個直接的策略，將Pg的角色從炎癥細菌轉變為預防癌癥的生物材料。通過使用生物工程方法將光熱治療、細菌治療和anti-PD-1免疫治療相結合，其生產工藝并不復雜，機理明確，便于后期開展臨床轉化研究。
實驗證明了細菌炎癥反應與抗腫瘤反應可以有效結合。cmPg含有CD47蛋白，能夠逃脫巨噬細胞的吞噬，以較少的細菌數量釋放更多的黑色素。在照射后，cmPg可實現黑色素光熱轉換，并能迅速提高溫度，提高US/PA成像信號強度。在細胞和組織中發現了CD206、CD80、IL-6、IL-12、IL-10和MCP-1的表達，說明了cmPg的調控行為。該聯合治療策略包括三部分:cmPg、激光治療和anti-PD -1檢查點阻斷，在延長生存率方面有明顯改善。此策略能激活免疫系統，促進成熟樹突狀細胞、細胞毒性淋巴細胞、記憶T細胞和抗腫瘤M1型巨噬細胞的增加。
浙江大學轉化醫學研究院博士后陳琪是論文的第一作者，浙江大學周民研究員和王凱教授是論文的通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學基金和中國博士后科學基金的資助，浙江大學癌癥中心以及現代光學儀器國家重點實驗室的大力支持。
展開 BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
展開 碳纖維金字塔點陣夾芯結構的制備模具有限元分析
碳纖維金字塔點陣夾芯結構的制備模具有限元分析
在實驗過程中，模具需要加緊，力的大小會對模具產生影響，可能會造成傷害，在制造模具前，對模具進行有限元的分析是必要的，然后進行合理的改進，節約時間和金錢，我們取一個芯子的單胞進行受力分析，受力情況相同。
金字塔點陣夾芯結構（如圖1所示），其中，在設計模具的過程中，單胞芯子模具采用可拆分式，把單胞模具拆成3部分，方便脫模，但這里為了體現單胞芯子模具的真實效果，做成一體式，（如圖2所示）計算的效果是一樣的。
圖1 碳纖維金字塔點陣夾芯結構
圖2 金字塔點陣夾芯的芯子的單胞模具
把模型導入simsolid中，給定容差值，在芯子模具的前后表面添加固支約束，在上下左右表面添加垂直表面的載荷1000N,附屬性為結構鋼。（如圖3所示）
圖3 添加了邊界條件和載荷的單胞芯子模具
提交作業，分析計算結果（如圖4），可以看出，位移云圖中間部分的位移值最大，當載荷很大時，中間部分的變形相比其他的地方變形量大，造成試件的尺寸誤差。應對中間部分進行優化，可削減兩邊非主要表面和其他結構的接觸面積，增大兩邊的應力，達到近似相同的位移，來提高試件的精度。
總體來說，simsolid的對設計的前期來說效率很高，節約了大量時間，對于復雜的結構更是非常的有優勢。
圖4 單胞芯子模具的位移云圖
展開 基于Abaqus的umat子程序實現三維編織復合材料疲勞性能預測
2.1 靜力分析
靜力分析的目的是拿到胞元的強度，以及在該強度下，各組分的平均應力，進而確定組分材料在該載荷下的疲勞壽命。
（1）在Umat子程序中選用三維Hashin準則進行纖維束的失效判斷，選用最大應力準則進行基體的失效判斷。
（2）確定單胞疲勞失效載荷、極限應變，和纖維束平均應力。
（3）計算時，計算模型需對界面和邊界條件采用一定的假設與簡化。提取加載點位移載荷數據。
圖1 單胞靜力分析載荷位移曲線
2.2 疲勞分析
（1）建立纖維束、界面、基體的疲勞折減模型，定義損傷因子，這些均在Umat子程序中加以實現。同樣的，在建立疲勞折減模型時也需引入一些的假設以簡化模型。在本此研究模型中，首先利用以下文獻中提供的單向復合材料疲勞壽命預測公式確定不同應力水平下纖維束的疲勞壽命：
（2）依據計算所得的疲勞壽命，在Umat子程序中實現不同應力水平下纖維束、界面和基體的剛度折減、強度折減。
（3）最后，利用子程序實現載荷步的循環加載，同時在每次循環中對單胞的疲勞狀態及失效狀態進行判斷，直至單胞達到最大疲勞壽命狀態。
2.3 結果展示
（1）單胞應力水平與疲勞壽命的關系
本文分別依據以上方法，進行了不同應力水平的單胞疲勞壽命預測，單胞應力水平與疲勞壽命的關系如圖2所示。
展開 中山大學王山峰教授團隊《Mater. Design》：圓柱形和球形模型在骨組織工程支架設計中的對比研究
結果表明，球形單胞總的來說比圓柱形單胞具有更大的孔隙率和比表面積，然而從力學性能和流體性質兩方面來看，當L/D相同或孔隙率相同（55%-67%）時，圓柱形單胞比球形單胞具有更高的壓縮/剪切模量和更好的應力分布，并且具有更高的扭轉剛度和液體滲透性。實驗與模擬所得的應力-應變曲線之間在彈性形變范圍內具有較好的一致性，證實數值計算的準確性和有效性。該研究提示支架的孔隙率、比表面積、力學性能以及流體滲透性等性質可以通過不同的孔結構和不同的L/D值來調節，對于組織工程支架的設計、性能預測和實驗提供了指導。
圖1 施加于兩種類型單胞上的約束與載荷-（a）周期性邊界條件下的單軸壓縮模擬、（b）周期性邊界條件下的剪切模擬和（c）流體模擬
圖2 3D打印PPF支架的（a）照片和（b）SEM圖；（c）支架表面的隨機散斑；單軸壓縮實驗前后的（d）支架及（e）微孔結構照片；（f）通過DIC獲得的支架表面應變分布（總壓縮應變為4%）
論文第一作者為中山大學材料科學與工程學院博士研究生許博聞，其導師王山峰教授、美國Mayo Clinic的Lichun Lu教授、中山大學材料科學與工程學院楊亞斌副教授為共同通訊作者。該研究得到中國國家自然科學基金（51973242）、中山大學“百人計劃”啟動經費、廣州市科技計劃重點項目（201704020145）、廣州市基礎與應用基礎研究基金（202102020006）與廣東省基礎與應用基礎區域性聯合研究計劃（2020A1515110674）的支持。
原文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S026412752100705X?
展開 
用于寬帶低頻聲衰減的復合聲學超材料
在SMR單胞的情況下，聲學性能歸因于變面積管道和六個空間線圈元件的有效介質。 因此，將管道中SMR單胞的傳遞矩陣T0改寫為T0=Tf TsTr，其中Ts是SMR單胞的傳遞矩陣，Tf(Tr)是前（后）變面積管道的貢獻，由：
其中K0為空氣中聲波的波數，Lc=0.5H+0.95R(1-1.25√φ0)為前（后）變面積管道的有效長度，H為SMR晶胞的厚度，φ0為風管變面積比，φ0 = r2/ R2。
（a）復合聲學超材料及其組分示意圖。 內壁厚度hwall=1 mm，SMR晶胞厚度hSMR=10 mm,HR陣列厚度hHR=20 mm。 (b)外徑R=50毫米的SMR單胞的橫截面圖。 將圓周區劃分為6個側支空間卷取元結構單元，幾何參數為：空間卷曲通道寬度W=0.05R，結構框架厚度T=0.035R，卷曲數N=8。 內開區半徑r=R-(N+1)×t-N×w。 波路徑L被描繪為橙色線。一個SMR單胞的等效模型如右圖所示。(c)亥姆霍茲諧振腔陣列由八個亥姆霍茲諧振腔單元組成，它們都有相同的腔體積和頸長，但頸面積不同。
(a)理論（帶標記的線）和模擬（線）TL作為沿X方向不同單元數n=1，3，6的SMR單元的函數頻率。插入的圖形是SMR單元在諧振頻率下的聲壓分布。(b)用n=3模擬TL作為頻率和信道寬度w的函數。 (c) n = 3時的仿真TL與頻率和幀厚t的關系
(a)作為HR陣列頻率函數的理論（帶標記的線）和模擬（線）TL。 (b)在(a)中不同共振頻率（TL峰）下的HR陣列聲壓分布橫截面圖。
理論(虛線)和模擬(實線)TL作為復合AMM(三個SMR單元與一個HR陣列)頻率的函數。
（a）阻抗管設置示意圖。
展開 Altair Multiscale Designer如何重塑先進材料研發范式
不同于傳統工具僅聚焦單一尺度的局限性，Multiscale Designer構建了微觀（纖維/基體界面）-細觀（單胞結構）-宏觀（部件結構）的完整仿真鏈路。通過內置的參數化單胞庫，可輕松應對連續纖維、短切纖維、編織復合材料、蜂窩芯材等多種異質材料類型，同時支持用戶自定義單胞模型，精準表征材料微觀結構與組分交互行為。這種全尺度覆蓋能力，使得仿真結果能夠真正反映材料的真實性能，避免了傳統宏觀等效模型帶來的精度偏差。筆者曾參與某航空復合材料項目驗證，該平臺對碳纖維環氧復合材料層合板的剛度預測誤差控制在8%以內，遠超行業平均水平。
其次，高效建模流程與降階技術大幅降低研發成本。Multiscale Designer獨創的三步式建模流程（單胞模型定義→線性材料表征→非線性材料表征），配合豐富的虛擬實驗模板，僅需少量物理實驗數據即可完成高預測性材料模型的構建。更值得稱道的是其獨有的模型降階技術，通過一次單胞計算得到宏觀各向異性參數，后續宏觀仿真無需重復求解單胞，完美解決了傳統均勻化方法中精度與效率難以兼顧的痛點。根據筆者實測，采用該平臺進行短纖維注塑件材料建模，設計迭代周期可縮短40%以上，物理測試成本降低50%，這一優勢在批量生產的汽車零部件研發中尤為顯著。
最后，全生態集成能力保障流程閉環。作為Altair HyperWorks生態的核心組成部分，Multiscale Designer可無縫對接Material Data Center材料數據庫進行數據管理，同時兼容OptiStruct、Radioss等主流求解器，支持Abaqus、LS-DYNA等第三方工具接口，實現從材料建模到結構仿真、優化設計的全流程貫通。
展開 為電子元器件穿“熱隱衣”！深度學習賦能的熱學超材料智能設計
熱學超材料設計涉及高維設計空間、多個局部極值、巨大計算成本，以及熱學屬性與單胞結構間多種對應關系等，這給熱學超材料的智能設計帶來了巨大的挑戰，因此，開發出自動、實時、可定制化地設計熱學超材料的方法十分重要。
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成果掠影
近日，華中科技大學高亮教授團隊關于熱學超材料拓撲優化設計的最新研究成果提出了深度學習賦能的熱學超材料拓撲優化設計方法，實現了自由形狀熱學超材料的智能設計。設計的“熱隱衣”可屏蔽外部溫度場對器件內部物體的干擾，實現主動隔熱，可用于熱敏元器件的熱防護。該方法采用深度生成模型，將拓撲功能單胞概率表示在隱空間，根據熱學超材料的定制功能需求，可自動、實時地生成具有目標熱傳導張量的拓撲功能單胞，進而快速生成熱學超材料。基于上述思路，研究團隊設計了多種具有自由形狀、背景溫度獨立、全方向功能的熱隱身超材料，并通過數值仿真和熱學實驗驗證了其良好的熱隱身效果。該研究工作也為熱學超材料的智能設計提供了全新思路，可靈活實現不同背景材料、自由形狀和不同熱功能的熱學超材料的快速設計，解決了傳統熱學超材料設計中大規模有限元計算與反復優化迭代所帶來的計算效率低的難題，進一步推動了熱學超材料在航空航天、電子等領域的工程應用。相關研究成果以“Deep-Learning-Enabled Intelligent Design of Thermal Metamaterials”為題發表于《Advanced Materials》。
展開 大連理工|清華大學發表頂刊綜述：先進蜂窩結構設計及力學性能提升研究進展！
重復單胞的拓撲結構可以顯著影響這些超輕材料的機械性能。因此，可以通過合理設計單胞結構使蜂窩具有前所未有的特性，如負泊松比、負熱膨脹、壓縮扭轉和負剛度等。這些違反常規直覺的性能都源于它們的微觀結構特征，而不是它們的基體材料。由于其在斷裂韌性、抗沖擊性、散熱、減振和降噪等方面的優異性能，蜂窩材料已廣泛應用于建筑、汽車、軌道交通、船舶、航空、航天、衛星、電子通信、納米制造和醫療領域。
自然界中，蜜蜂通過數百萬年的進化構建出了由周期性六邊形單胞組成的蜂巢，以儲存蜂蜜和花粉。2001 年，Hales證明了經典的六邊形蜂窩猜想，即蜜蜂建造的蜂巢可以通過消耗最少的蜂蠟來提供最大的內部空間，表明六邊形單元配置是自然界中最有效的結構。神奇的大自然激發了人類開發六角形蜂窩的靈感，蜂窩結構由此而得名。人類對蜂窩結構的認知啟蒙最早可以追溯到公元前126年至60年，隨后經歷了探索階段和初步應用階段，直至近些年，進入了多功能、多領域的快速發展階段。各類不同拓撲構造的蜂窩結構層出不窮，包括三角形、方形、六邊形和圓形單胞等，基體材料涉及紙、金屬、聚合物、陶瓷和復合材料等，年來，隨著電子顯微鏡技術的發展，微納米級蜂窩同樣得到了廣泛的研究，為蜂窩結構從傳統工程應用向納米和生物醫學領域應用打開了大門。
圖1 基本六邊形蜂窩結構及天然蜂窩結構
在日益嚴格的工程應用要求的驅動下，在過去的二十年里，針對蜂窩材料在拉伸、壓縮、剪切和疲勞載荷作用下的基本力學響應已經開展了大量的研究，蜂窩結構的力學行為可分為彈性和塑性響應、靜態/準靜態和動態（低、中、高速）響應，面內（縱向和橫向）和平面外響應等。不同于彈性響應，蜂窩材料在塑性范圍內的力學行為更加復雜，表現出更加明顯的非線性特征。在壓縮下，應力表現出三個不同的階段，包括彈性階段、平臺階段和致密化階段。
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