周期性骨料
關(guān)注創(chuàng)建者：星辰_北極星 創(chuàng)建時間：2020-07-05
周期性骨料的視頻教程
二維RVE模型(周期性邊界條件)的建立與分析
建立了二維RVE模型，施加了周期性邊界條件，通過拉伸工況，驗證了周期性結(jié)構(gòu)位移連續(xù)，并且與參考文獻對比了真實應(yīng)力應(yīng)變曲線驗證了結(jié)果的準(zhǔn)確性。解決的問題如下： 問題一：RVE模型的應(yīng)用場景 (1) 在什么情況下使用RVE模型？ (2) RVE模型有哪些用途？
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周期性骨料的實例教程
針對ABAQUS周期性邊界手動施加繁瑣，復(fù)雜的問題，開發(fā)了兩款腳本文件，用于施加周期性邊界和一般周期性邊界。其中，周期性邊界的單元類型沒有任何限制；一般周期性邊界的單元類型需為四節(jié)點，如C3D4、C3D4R等。這兩款代碼，實現(xiàn)的效率比較高，對于節(jié)點數(shù)量在10W的模型，其需要的時間在1分鐘內(nèi)（一般筆記本電腦）；計算結(jié)果合理，其測試模型為100mm*100mm*100mm的立方體，材料彈性模型為2.1e5MPa，泊松比為0.3，施加x向為5mm的拉伸位移，用周期性或一般周期性代碼進行施加邊界，具體如下圖所示。
作者QQ：2812468512
展開 插件介紹
Random Sphere RVE 3D (Mesh) - AbyssFish 插件可在Abaqus生成三維具備周期性邊界條件(Periodic Boundary Conditions, PBC)的隨機球體骨料及骨料-水泥界面過渡區(qū)(Interfacial Transition Zone, ITZ)模型。即采用周期性代表性體積單元法(Periodic Representative Volume Element，PRVE)，以代表體積單元(Representative Volume Element，RVE)或稱為表征單元體(Representative Elemental Volume, REV)微觀結(jié)構(gòu)的計算來準(zhǔn)確地模擬和預(yù)測混凝土材料的宏觀行為。插件采用體素網(wǎng)格方式，通過背景網(wǎng)格將砂漿、骨料、ITZ劃分為三個集（Set），并對單元映射三種空材料。
插件支持設(shè)置長方體部件的長度(Length)、寬度(Width)、高度(Height)，以及在網(wǎng)格劃分中單元的尺寸(Element size)?？稍O(shè)置生成球體的最小粒徑(D_min)及最大粒徑(D_max)，即球體尺寸的分布范圍，球體占整個長方體試件的比例(Ratio)，界面過渡區(qū)的厚度(ITZ)，以及超時終止參數(shù)(Time)。
模型可分為砂漿基體、界面層、球體骨料三相材料。
插件生成的模型均滿足周期性分布邊界條件。
可對每個集(Set) 批量插入嵌入0厚度cohesive粘結(jié)單元（注：需要自行添加，本插件不具備此功能）。
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展開 image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202104/eaf05b2a9a5f4aa49e055f552bb4438c.gif">
</div><p>在以上周期性模型上施加周期性邊界條件，才算完整的解決了周期性模型問題。怎么施加<strong>周期性邊界條件</strong>呢？可以在interaction模塊中使用equation，如果模型較大、節(jié)點較多則還需要腳本或插件。</p><h2 class="ql-align-center"><strong>3.網(wǎng)格映射法</strong></h2><p>如前面所屬，網(wǎng)格映射法生成隨機骨料填充模型有些優(yōu)勢，一定程度上可提高精度，或說結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格好看；但其缺點也比較明顯，當(dāng)網(wǎng)格長度比較大時很容易導(dǎo)致骨料變形；此外如果參考模型中網(wǎng)格很細的話映射需要較長時間。下面是采用網(wǎng)格映射法建立的模型：</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202104/ce39e33bc486478fa4093e6448e9e4b4.gif" title="2D_pro.gif" alt="2D_pro.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202104/ce39e33bc486478fa4093e6448e9e4b4.gif?
展開 基于材料定義光柵的類型（例程： 柱形光柵）
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對于簡單的光柵結(jié)構(gòu)，建議選擇與介質(zhì)周期一致 (Dependent from the Period of Medium) 選項，并選擇合適的周期性介質(zhì)的序號。
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該周期也是FMM算法的周期邊界條件。
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對于二維周期性光柵，必須在x和y方向分別定義周期。
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堆棧周期(Stack Period)可以控制整個結(jié)構(gòu)的周期。
鑒于篇幅較長，請私信聯(lián)系全文。
【案例演示】
二維方形試件嵌入隨機多邊形骨料
二維周期性骨料模型示例
二維任意多邊形嵌入隨機多邊形骨料
二維五角形嵌入隨機多邊形骨料
三維單根鋼筋模型嵌入隨機多邊形骨料
三維周期性骨料模型示例
二維平板拉伸模型示例
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周期性骨料的最新內(nèi)容
復(fù)合材料多尺度力學(xué)仿真中，代表性體積單元（RVE）的幾何建模與網(wǎng)格劃分是前處理階段的主要工作之一。受周期性邊界條件的約束，纖維在模型邊界處的切割精度直接影響后續(xù)網(wǎng)格匹配。當(dāng)纖維端面與基體表面未能完全共面時，往往產(chǎn)生微小幾何階躍，導(dǎo)致節(jié)點投影誤差。這些問題在手動腳本處理時出錯的概率較高。
針對上述情況，基于Abaqus環(huán)境開發(fā)了Periodic RVE Generator插件，對纖維生成
復(fù)雜光柵結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于光譜儀、近眼顯示系統(tǒng)等領(lǐng)域。VirtualLab Fusion 軟件用傅立葉模態(tài)法（FMM,或者RCWA）一種簡易的仿真方法來嚴(yán)格分析任意的光柵結(jié)構(gòu)。使用圖形用戶界面，可以設(shè)置堆棧的幾何圖形，從而生成復(fù)雜的光柵結(jié)構(gòu)。 此例程主要用于構(gòu)建具有二維周期性特征的光柵。
? 光柵工具箱中構(gòu)建二維光柵的方法 ? 基于介質(zhì)定義的類型
復(fù)雜光柵結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于光譜儀、近眼顯示系統(tǒng)等領(lǐng)域。VirtualLab Fusion 軟件用傅立葉模態(tài)法（FMM,或者RCWA）一種簡易的仿真方法來嚴(yán)格分析任意的光柵結(jié)構(gòu)。使用圖形用戶界面，可以設(shè)置堆棧的幾何圖形，從而生成復(fù)雜的光柵結(jié)構(gòu)。 此例程主要用于構(gòu)建具有二維周期性特征的光柵。
? 光柵工具箱中構(gòu)建二維光柵的方法 ? 基于介質(zhì)定義的類型 ? 基于界面定義的類型
多晶材料的宏觀性能來自內(nèi)部晶粒與晶界的復(fù)雜相互作用，而我們在計算中只能截取有限大小的 RVE。如果邊界處理不當(dāng)，RVE 的響應(yīng)會被“邊界效應(yīng)”主導(dǎo)：例如邊界過度約束導(dǎo)致材料顯得過硬，或邊界過度自由導(dǎo)致材料顯得過軟，甚至出現(xiàn)非物理的應(yīng)變局部化或旋轉(zhuǎn)模態(tài)。這種誤差會直接影響應(yīng)力–應(yīng)變曲線、各向異性參數(shù)（如 R 值）、晶粒內(nèi)應(yīng)變分布和損傷起裂位置等關(guān)鍵結(jié)論。
周期性邊界條件的目標(biāo)是：讓 RVE
關(guān)鍵詞：位移檢測；４ｆ光學(xué)系統(tǒng)；光強分布；ＶｉｒｔｕａｌＬａｂ Ｆｕｓｉｏｎ
摘要：為了快速、直觀地檢測出周期性結(jié)構(gòu)的微小偏移，提出了基于４ｆ光學(xué)系統(tǒng)的周期性結(jié)構(gòu)微小偏移檢測方法。 首先使用ＶｉｒｔｕａｌＬａｂ Ｆｕｓｉｏｎ 光學(xué)仿真軟件進行理論研究，建立預(yù)設(shè)偏移的周期性微結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造了光學(xué)傳遞函數(shù)，利用４ｆ空間濾波方法，獲得與周期性微結(jié)構(gòu)對應(yīng)的像面幅值圖。
摘要：為了快速、直觀地檢測出周期性結(jié)構(gòu)的微小偏移，提出了基于４ｆ光學(xué)系統(tǒng)的周期性結(jié)構(gòu)微小偏移檢測方法。 首先使用ＶｉｒｔｕａｌＬａｂ Ｆｕｓｉｏｎ 光學(xué)仿真軟件進行理論研究，建立預(yù)設(shè)偏移的周期性微結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造了光學(xué)傳遞函數(shù)，利用４ｆ空間濾波方法，獲得與周期性微結(jié)構(gòu)對應(yīng)的像面幅值圖。 經(jīng)分析得出在透明基底的周期性結(jié)構(gòu)中，不論尺寸大小，若偏移量在相鄰特征尺寸間距的８０％范圍內(nèi)，經(jīng)擬合后幅值變化與微結(jié)構(gòu)偏移量呈線性關(guān)系
Easypbc插件需要相對面的節(jié)點一一對應(yīng)，方便后續(xù)點對點周期性邊界條件的施加，如果節(jié)點不是一一對應(yīng)的就會導(dǎo)致插件報錯。那么如何劃分周期性網(wǎng)格呢？
1.有些人是在Hypermesh中劃分的，該方法我也嘗試過。在導(dǎo)入到ABAQUS后，Mapping accuracy默認1E-07時，無法創(chuàng)建一一對應(yīng)哪個的節(jié)點集合。只有將其放大，例如1E-03才可以。所以該方法既有較高的學(xué)習(xí)成本，網(wǎng)格質(zhì)量也一般。
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：
編輯
跳轉(zhuǎn)
點擊它，打開插件界面，如圖所示
<h1>1. 題目描述</h1><p>利用平面單元計算單向纖維增強復(fù)合材料的有效性能。纖維直徑為7微米，纖維體積分數(shù)為60%，纖維的彈性模量40GPa；基體材料的彈性模量3GPa，v=0.3。施加周期性邊界條件求解材料的有效性能。</p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align
