多孔結(jié)構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：????_3267 創(chuàng)建時間：2020-04-03
多孔結(jié)構(gòu)的視頻教程
Abaqus三維多孔結(jié)構(gòu)模型
Abaqus基于優(yōu)化后的四參數(shù)隨機生長模型建立二維、三維及多維的多孔材料模型，采用網(wǎng)格映射、單元部件方案展示多孔結(jié)構(gòu)。
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多孔結(jié)構(gòu)的實例教程
多孔結(jié)構(gòu)傳熱模擬涉及對多孔介質(zhì)內(nèi)部復(fù)雜的熱量傳遞過程進(jìn)行建模和分析，這類模擬對于優(yōu)化材料設(shè)計、提高能源效率以及解決環(huán)境問題等方面具有重要意義。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立全連通多孔結(jié)構(gòu)幾何模型，并將孔隙及基體劃分兩相材料，進(jìn)行多孔結(jié)構(gòu)的傳熱仿真模擬。
多孔結(jié)構(gòu)幾何模型采用AbyssFish單連通周期邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件隨機生成png格式的圖片。
通過CAD圖像導(dǎo)入插件將模型導(dǎo)入到AutoCAD內(nèi)建立多孔結(jié)構(gòu)草圖，并另存為dxf格式文件。
將多孔結(jié)構(gòu)草圖模型導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)，建立孔隙部件。
在COMSOL內(nèi)新建與原模型尺寸一致的矩形，并通過布爾操作和分割中的差集建立多孔結(jié)構(gòu)部件。
再次導(dǎo)入原孔隙模型，并構(gòu)建聯(lián)合體。將孔隙部分材料屬性設(shè)置為空氣，完成多孔結(jié)構(gòu)兩相材料模型構(gòu)建。
添加固體傳熱瞬態(tài)研究，模型左側(cè)設(shè)置熱源，并進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
進(jìn)行計算查看多孔結(jié)構(gòu)傳熱模擬結(jié)果
展開 文章來源： Prosynx
功能梯度多孔材料具有優(yōu)異的性能，如高強度、低導(dǎo)熱性和高能量吸收。更重要的是，它們的密度分布可以定制，以最適合不同的設(shè)計目標(biāo)，從而具有廣泛的應(yīng)用。對于不同的制造方法，功能梯度多孔材料的幾何形狀可以是確定性的（例如，晶格結(jié)構(gòu)）或隨機的（例如金屬泡沫）。利用長期建立的拓?fù)鋬?yōu)化方法對前者的設(shè)計進(jìn)行了廣泛研究，而后者盡管在航空航天和生物醫(yī)學(xué)等工業(yè)領(lǐng)域廣泛使用，卻鮮有研究案例。
此項提出了一種新的兩步拓?fù)鋬?yōu)化框架來設(shè)計二維隨機多孔結(jié)構(gòu)。
在第一步中，基于順應(yīng)性最小化（或剛度最大化）進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，以獲得均勻的材料密度分布。在第二步中，開發(fā)了一種新的去均質(zhì)方法，將均質(zhì)材料轉(zhuǎn)化為隨機多孔結(jié)構(gòu)。通過幾個算例驗證了該方法的有效性。由于采用隨機材料和相關(guān)的密度約束，與由固體材料制成的優(yōu)化結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)化的多孔結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出更高的順應(yīng)性。然而，結(jié)果表明，均質(zhì)結(jié)構(gòu)和去均質(zhì)多孔結(jié)構(gòu)之間的柔度值差異很?。葱∮? 6.99%
）。此外，還觀察到，去均質(zhì)過程中幾何隨機性的引入對結(jié)構(gòu)剛度的影響很小，變化小于
1.94%
。因此，所開發(fā)的拓?fù)鋬?yōu)化在數(shù)值上是穩(wěn)健的。還開發(fā)了各種約束條件，使設(shè)計師能夠從各種新穎的設(shè)
計中選擇具有所需剛度和幾何復(fù)雜性的結(jié)構(gòu)。
展開 插件介紹
CAD多孔結(jié)構(gòu)3D QSGS插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)生成三維多孔結(jié)構(gòu)模型，可用于數(shù)字巖心、多孔介質(zhì)、多孔結(jié)構(gòu)等方面的建模及模擬。
插件可指定模型的長度、寬度、高度，可構(gòu)建任意幾何尺寸三維幾何模型。
多孔結(jié)構(gòu)建?；谒膮?shù)隨機生長（QSGS）原理。
（1）在二維空間中按照一定分布概率隨機布置孔隙，此分布概率須小于設(shè)置的孔隙率；
（2）在二維空間中，按照一定生長概率，令分布的孔隙單元向相鄰點生長。
（3）重復(fù)上述步驟，直到生長相達(dá)到設(shè)定孔隙率時，停止生長，即QSGS 重構(gòu)多孔介質(zhì)模型完成。
其構(gòu)建過程可參考以下流程。
插件在四參數(shù)隨機生長的基礎(chǔ)上，進(jìn)行算法改進(jìn)，使得孔隙結(jié)構(gòu)分布更為集中，減少離散孔隙的存在，同時可采用CAD軟件將孔隙邊緣處理的更為平滑。
插件生成的幾何模型為通用的CAD格式，支持如COMSOL、ANSYS、Abaqus、Fluent等主流有限元軟件。
說明提醒
插件適用于AutoCAD2010~2024及以上版本。插件需要注冊，注冊后可永久使用，版本更新不影響注冊狀態(tài)，注冊請聯(lián)系QQ：1135122921。
樣圖下載
CAD三維多孔結(jié)構(gòu)QSGS樣圖.rar
展開 ABAQUS二維隨機多孔結(jié)構(gòu)建模，可有效表征孔隙隨機分布與連通特性，結(jié)合有限元方法精確模擬在復(fù)雜載荷下的力學(xué)響應(yīng)與損傷演化過程，或進(jìn)行孔隙區(qū)域內(nèi)的流體模擬滲流分析。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立隨機分布的多孔結(jié)構(gòu)二維模型。
多孔結(jié)構(gòu)模型采用單連通周期邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件參數(shù)化生成，模型為png格式的圖片文件。
采用CAD圖像導(dǎo)入插件將多孔結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入到AutoCAD內(nèi)轉(zhuǎn)換為CAD文件。
將CAD文件進(jìn)行面域生成預(yù)處理后導(dǎo)出為iges格式文件，并導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)建立部件。
在部件編輯中將模型空間更改為二維平面。
新建一個與原模型尺寸相同的矩形部件，并在裝配中與導(dǎo)入的部件進(jìn)行切割幾何操作，建立多孔結(jié)構(gòu)二維模型。
也可與導(dǎo)入的部件裝配建立孔隙＋顆粒兩相材料模型。
可進(jìn)行網(wǎng)格劃分及完成后續(xù)的多孔結(jié)構(gòu)仿真模擬。
展開 多孔結(jié)構(gòu)由于其復(fù)雜的幾何形態(tài)和分布特性，使得其力學(xué)行為難以用傳統(tǒng)方法精確描述。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立單連通域多孔結(jié)構(gòu)模型，并研究其復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變分布以及變形模式。
本案例中多孔結(jié)構(gòu)模型采用AbyssFish單連通域周期邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件V1.0隨機生成，模型也可采用照片或掃描圖。
采用CAD圖像導(dǎo)入插件V1.1版本將圖片導(dǎo)入到CAD內(nèi)形成閉合線條。
將模型建立面域并形成多孔結(jié)構(gòu)模型。
將模型以部件的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。
根據(jù)研究內(nèi)容為模型添加材料。
設(shè)置約束及載荷，上部設(shè)置豎向位移。
為模型劃分網(wǎng)格。
提交作業(yè)并查看模擬結(jié)果。
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多孔結(jié)構(gòu)的最新內(nèi)容
多孔球結(jié)構(gòu)在催化、吸附及能源存儲等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。通過對多孔球的建?？蓪崿F(xiàn)孔隙結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)調(diào)控，揭示傳質(zhì)-反應(yīng)耦合機制，優(yōu)化材料性能。仿真可預(yù)測流體動力學(xué)行為及反應(yīng)效率，為實驗設(shè)計提供理論指導(dǎo)，推動多孔材料在環(huán)境、能源等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立多孔球結(jié)構(gòu)模型。
多孔結(jié)構(gòu)模型采用單連通周期邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件參數(shù)化生成，模型為png格式的圖片文件。
采用CAD圖像導(dǎo)入插件將多孔結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入到AutoCAD內(nèi)轉(zhuǎn)換為CAD文件。
將CAD文件進(jìn)行面域生成預(yù)處理后導(dǎo)出為iges格式文件，并導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)建立部件。
從機翼拓?fù)鋬?yōu)化、鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)測，到骨科植入物多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計、風(fēng)電葉片一體化仿真，Altair 平臺不斷助力學(xué)術(shù)團(tuán)隊發(fā)表高水平論文、申請專利、推動產(chǎn)學(xué)研落地。越來越多的青年才俊正在用 Altair 將靈感轉(zhuǎn)化為成果，點亮中國科研與教育的未來。面向2025年，Altair 將繼續(xù)推動“青年才俊支持計劃”，具體報名方式請見后文。
我們已實現(xiàn)：
減重40%的航空發(fā)動機支架（通過點陣結(jié)構(gòu)與應(yīng)力路徑優(yōu)化）；
性能提升300%的熱交換器（基于流體仿真驅(qū)動的多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計）；
零裝配的一體化汽車懸架（借助 Altair Inspire 的制造約束算法）。
這標(biāo)志著"設(shè)計自由化"與"性能極致化"的新紀(jì)元——而這正是 Altair 結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)賦能增材制造的核心戰(zhàn)場。
隨機多邊形骨料及ITZ細(xì)觀混凝土CDP模型
https://www.yqgqt.org.cn/post/1969097
泡沫混凝土多孔結(jié)構(gòu)軸壓分析—— EasyCDP生成C30材料，模擬多孔結(jié)構(gòu)壓縮破壞行為。
梯度孔隙3D模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建模，AutoCAD參數(shù)化建模完成后將多孔結(jié)構(gòu)梯度模型導(dǎo)出為sat格式文件。
在ANSYS Workbench內(nèi)選擇與研究相適應(yīng)的分析系統(tǒng)，并在幾何結(jié)構(gòu)下導(dǎo)入梯度孔隙幾何模型。
通過建立梯度多孔結(jié)構(gòu)有限元模型，解析梯度參數(shù)對應(yīng)力場及失效機制的影響，突破傳統(tǒng)試驗限制，優(yōu)化設(shè)計。該研究對航空熱防護(hù)及生物醫(yī)用仿生植入體等功能化結(jié)構(gòu)具有重要價值。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維梯度功能材料多孔結(jié)構(gòu)模型，并對梯度結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行軸心受壓力學(xué)仿真模擬。
三維梯度多孔結(jié)構(gòu)（FGM）是一種孔隙率、孔徑等參數(shù)在三維空間內(nèi)呈梯度分布的多孔材料。梯度孔隙結(jié)構(gòu)的研究可優(yōu)化傳熱傳質(zhì)效率，調(diào)控流動路徑，提升能源存儲與材料性能，為復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計提供關(guān)鍵理論支持。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立三維球體梯度孔隙結(jié)構(gòu)模型，并進(jìn)行滲流仿真模擬。
功能梯度材料（FGM）模型包含大小梯度變化的球體及與之適配的長方體部件，可用于球體材料的梯度分布或梯度多孔結(jié)構(gòu)材料建模。
插件支持設(shè)置上小下大、上大下小兩種球體的梯度分布模式，及隨機排布的非梯度模式。插件內(nèi)置的動力學(xué)堆積算法可模擬實際工程中不同粒徑顆粒投放順序下的堆積效果。
目前市面常見3D打印材料，比如光敏樹脂【CBY】，哪怕看著表面光滑，長期接觸高熱食物也有可能變形或析出一些化學(xué)物質(zhì)；
再比如工程塑料【PLA】，雖然環(huán)保，但如果遇到高溫食物的話，就可能導(dǎo)致材料析出物超標(biāo)，還有些多孔結(jié)構(gòu)或沒密封的層紋表面，可容易滋生細(xì)菌了！
