多邊形建模的案例
Altair Inspire Studio 2021多邊形建模升級
Altair Inspire Studio 2021多邊形建模操作中，新增了一個方便調整的控制器
官方稱為迷你移動工具，可開啟可關閉。操作起來更方便，快捷！
在多邊形建模工具中將創建面，升級為創建工具集合，新增創建多邊線、提取多邊線兩個工具。
多邊形建模中的四邊面
在Creo自由式中，Altair Inspire Studio的多邊形建模，均為四邊形
如上三角面，會引起褶皺，曲面質量不良。
還有一個重要的設置就是給產品渲染時，需要展開UV。于是衍生了轉出四邊面的需求。可以利用Moi 3D進行轉出四邊面的obj文件，可進行如下設置。
船舶設計軟件學習：Alias Subdivision細分建模實用技巧 & 實例應用詳解
5、重復上述步驟，即可得到所需要的外飾門拉手基本拓撲結構；
以上就是，除了用多邊形基本體開始建模和用Extrude工具開始建模的多邊形建面方法外，Alias中Subdivision的其它構面方式，這種方式巧妙運用了Subd Retopolygy工具逆向拓撲過程可以不選擇參考元素直接構面的特點，為大家提供了在alias中新的Subd構面方式；
但是，對于上述方式而言，由于我們未選擇拓撲參考對象，所以構建得到的多邊形拓撲結構是在一個平面上的，我們后續還需要對齊進行空間位置的調整；
對于多邊形模型而言，調整其造型形態的方式便是改變其拓撲結構，以及拓撲元素（多邊形的頂點、邊、面）的空間位置。但是大家在使用移動、旋轉、縮放等工具對其進行修改調整時，會發現效率提不上來。為了解決這一問題，Autodesk其實在Alias中添加了更加適合NURBS建模人員思維邏輯的更高效的建模工作流。
這個建模工作流其實屬于NURBS與Subd混合建模工作流的范疇，首先，對于調整Subd細分模型頂點的空間位置，Alias提供了專用于Subd細分模型的Align To Curve和Align To Surface兩個重要工具。這兩個工具可以將Subd模型的頂點約束匹配到曲線或曲面對象上（注意：約束對象是頂點，并非細分模型Smooth后的邊界）。同時，保留約束工具的約束歷史，利用Alias可以帶歷史調整模型的特點，通過調整約束曲線以實現反復、快速調整Subd模型的目的。
對于上述模型而言，可以先構建空間特征曲線，然后將其進行約束調整；這一步驟重點體現的是Alias NURBS建模方式中，可實現帶歷史調整的精髓~
對于NURBS建模而言，另一個精髓點在于曲面與曲面之間的裁剪處理。
展開 solidThinking 對接 3D 打印，引領全新產品設計流程
solidThinking Evolve 為設計人員提供完整的三維建模及渲染環境。在同一建模環境中， 融合了 NURBS 建模、多邊形建模及實體建模，并且三種建模方式全部基于 Parasolid 實體 核心。設計人員可以構建任意復雜幾何形狀，并穩定對接后續流程。同時，設計人員還可以 利用 Evolve 先進的歷史結構進程功能，不斷推敲模型，最終進行渲染表現。
1.2 關于3D 打印技術
3D 打印技術是近幾年來國內外最為火爆的話題之一，從消費產品到藝術品，從汽車制 造到航空航天等各領域都可以看到該技術的廣泛應用。3D 打印全稱為“增材制造技術（Additive Manufacturing）”，采用材料逐層累積的方法制造實體。相對于傳統制造方法中 的材料去除技術，它是一種“自下而上”的制造方法。它的優勢在于可以使用“恰好需要” 的材料進行制造，節省了材料成本，同時能夠實現任意復雜的實體形態，而不用太多考慮 制造工藝的約束。在小批量定制、復雜產品實現、樣機實驗等方面具有非常明顯的優勢。
1.3 solidThinking 對接3D 打印案例及優勢解析
作為三維設計軟件，solidThinking 與 3D 打印的對接可謂緊密，并已深入應用到眾多 國內外設計項目中，成為令人矚目的全新解決方案。 案例 1. solidThinking Inspire 輔助設計全球首輛 3D 打印自行車
英國著名增材制造廠商雷尼紹（Renishaw）與自行車廠商 Empire Cycles 合作，設計 并制造了世界首輛全 3D 打印自行車。在這個項目中，自行車的車座桿部分使用了 solidThinking Inspire 進行拓撲優化，優化結果經過重新設計后以鈦合金材質打印出來，相 較原始坐桿質量降低 45%。
展開 
ABAQUS柱狀晶模型基于泰森多邊形建模
本案例介紹采用AutoCAD基于泰森多邊形算法生成柱狀晶三維幾何部件，并導入Abaqus有限元軟件內建立包含晶粒及晶界在內的柱狀晶模型。
采用CAD Voronoi V2.1插件建立泰森多邊形草圖，插件內的孔壁厚參數即為需要建立的晶界厚度。
只保留紅色圖層內容，對其他圖層進行隱藏，并通過面域REGION命令建立面域。
在三維建模中，通過拉伸并設置高度，將面域拉伸為三維實體模型。
通過并集，將所有晶粒合并為一個部件，并將整個模型在原位置復制一份。
手動建立一個長方體部件，尺寸與原模型相同，使長方體與原模型重合。
通過差集，將長方體與復制的模型進行差集，以建立晶界部件。建立完成后將整個模型導出為.iges格式文件備用。
在Abaqus內將建立好的模型文件以部件的形式導入。
可對晶粒及晶界進行材料截面指派，也可對每個晶粒分別進行材料指派。
將模型單獨進行裝配，也可配合其他自定義部件裝配為整體。
對柱狀晶模型進行網格劃分。
展開 基于solidThinking的嫦娥四號中繼衛星斜裝動量輪支架優化設計
Altair Inspire 對此有相應的解決辦法，采用 Parasolid 的多邊形建模——PolyNURBS，是用多邊形建模的方式解決工程問題，可以直接導入到其他的任何相關軟件進行制造流程的對接。
在衛星斜裝動量輪支架建模中，設計工程師就應用了 Altair Inspire 中的 PolyNURBS 模塊中的包覆、橋接、分割、布爾運算等功能，對拓撲優化設計結果進行重構。從衛星斜裝動量輪支架建模時的力學分析結果可知，基頻滿足剛度要求；校驗材料為 AlSi10Mg（3D 打印常用）；應力小于屈服強度，裕度大于 1，強度設計滿足要求。
衛星斜裝動量輪支架建模時的力學分析
此外，還對衛星斜裝動量輪支架進行了光順處理，實現了對拓撲優化設計結果工藝性及美觀性的兼顧，得到了可以直接 3D 打印制造的設計模型。最后，衛星斜裝動量輪支架選擇航天 529 廠提供的 AlSi10Mg 鋁合金選區激光融化成型工藝（SLM）進行加工，支架減重 50%。
衛星斜裝動量輪支架 3D 打印設計模型及打印成品
最終，通過 Altair Inspire 優化設計的衛星斜裝動量輪支架，在加工完成后，安裝動量輪后在衛星上安裝。同時，按照衛星產品的研制規范，接受了上星驗證、力學驗證、飛行驗證等各項航天級環境試驗，并隨嫦娥四號中繼衛星成功飛行。后續嫦娥四號中繼星將通過 12 次軌道控制飛往地月 L2 平動點 Halo 軌道。
展開 三維隨機多面體骨料（隨機多邊形）建模
此外在磨削分析中，將磨料建模為指定粒徑的隨機凸多面體可更好的考慮磨具中的磨粒對被磨削固體表面擠壓和沿表面運動所引起的損失或材料流失。
2.建模方法
目前對于三維隨機骨料模型，主要有以下三種建模方法：
方法一：將顆粒增強復合材料結構離散為體素模型，根據骨料含量模型中的一部分單元被假設為增強材料（骨料），另一部分單元作為基體材料（水泥、瀝青、樹脂等），該模型可用于研究骨料含量對材料力學性質的影響。
方法二：將顆粒增強復合材料中的增強材料（骨料）假設為圓形、橢圓形或正多面體顆粒；該模型可考慮骨料的含量、隨機分布和級配，但是由于骨料的形狀為固定形狀（與實際相差太遠），無法體現不同骨料之間的形狀特點的隨機性。
方法三：將顆粒增強復合材料中的骨料結構考慮為隨機多面體，該模型可較好的考慮骨料的含量、隨機分布、級配和骨料形狀的隨機性。
本文主要介紹該類型隨機多面體（多邊形）骨料模型的建模方法。
3.單個隨機多面體（多邊形）骨料模型
本文按照以下步驟，基于ABAQUS開發Python腳本：
第一步根據所需的骨料級配，在一定粒徑下建立所需尺寸的外接球。
第二步建立與球體外切的正六面體模型。
第三步對正六面體模型進行隨機切割，切割過程中應保證骨料模型為凸多邊形。
第四步取出所需的隨機多面體骨料模型。
4.主要代碼
開發單個三維隨機骨料模型可先在ABAQUS/CAE中進行建模，然后參考rpy文件生成的python腳本，選擇所需的語句進行開發。
展開 ANSYS Workbench晶體結構Voronoi泰森多邊形建模
晶格模型適用于研究微觀尺度下的材料性質，以及它們如何影響宏觀性能，如進行金屬晶體結構建模及斷裂的模擬等。
晶體結構模型可采用CAD Voronoi插件進行建模后導入Workbench內，首先采用插件在AutoCAD內建立模型的二維草圖。
在CAD內采用拉伸命令將晶格及晶界分別建立三維模型。
將模型導出為iges格式文件后，即可導入到ANSYS內。
可對晶格模型劃分網格及進行后續的有限元模擬。
CAD Voronoi插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1860011
展開 ANSYS Workbench蜂窩板泰森多邊形Voronoi結構建模
在ANSYS Workbench內基于Voronoi算法建立泰森多邊形蜂窩狀結構板模型可采用CAD Voronoi插件建模后將模型導入。
在插件內設置好模型參數后運行，插件會自動在CAD內完成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框架結構模型。
采用拉伸命令，將二維模型拉伸為三維蜂窩狀結構。
將模型導出為IGES格式文件并導入到ANSYS Workbench內。
CAD Voronoi
https://www.yqgqt.org.cn/post/1860011
展開 ANSYS Workbench多邊形骨料及界面過渡區混凝土細觀模型
在建立這樣的模型時，考慮到多邊形骨料及其與周圍基質之間形成的界面過渡區（ITZ, Interfacial Transition Zone），對于準確理解混凝土的力學性質非常重要。
在ANSYS Workbench內建立多邊形骨料、界面過渡區、及水泥漿體在內的三相材料混凝土細觀模型，可研究混凝土的微觀損傷引起宏觀破壞的機理。
混凝土細觀模型采用CAD隨機多邊形插件建模后導入ANSYS內。在插件內設置模型參數后運行插件在AutoCAD內完成混凝土細觀模型的建立。
在CAD內對骨料、界面過渡區、水泥砂漿分別建立面域部件，并使得每部分單獨占據一個圖層。
將模型整體導出為iges格式后，即可導入到Workbench內，并可在SpaceClaim內對每個圖層部件分別指派材料屬性。
可對細觀混凝土模型進行網格劃分及后續的模擬分析。
CAD隨機多邊形顆粒
https://www.yqgqt.org.cn/post/1787116
展開 COMSOL晶體斷裂基于維諾圖Voronoi泰森多邊形建模
在COMSOL中對兩種斷裂形式進行模擬，模型采用Voronoi泰森多邊形構建晶體的晶粒組織，幾何模型采用CAD Voronoi插件進行參數化建模生成。
插件采用合理的多邊形約束模式，可使得泰森多邊形晶粒結構生成大小均勻，且可避免存在三角形晶體及角度過小的情況。模型對晶格及邊界分別定義不同的材料參數，以實現開裂模式上的差異。力學模型采用軸向拉伸模擬，左側邊界設置為輥支撐，右側設置水平向的位移。
COMSOL晶體材料的穿晶斷裂及沿晶斷裂位移：
COMSOL晶體材料的穿晶斷裂及沿晶斷裂裂縫擴展：
需要進行模擬的可在下面鏈接下載Voronoi的模型樣圖，CAD格式的，需要自己導入的COMSOL內：
CAD Voronoi
展開 
solidThinking Evolve 在產品造型設計中的應用
solidThinking工具使幾何創建進程更加簡練，編輯過程符合設計者的操作感覺，同時從最初的草圖設計到曲面的形成，solidThinking Evolve提供了一個以NURBS為基礎的3D 建模及渲染環境，在Windows和Mac操作系統下均提供了兼容的軟件平臺，通過便捷的繪圖工具，創建高質量的模型，并且內嵌了高速渲染引擎兼容眾多主流造型設計及專業渲染軟 件數據接口，使用戶方便的獲得優質的設計圖片。
桌面環境由設計師設計，為設計師所用，其用戶界面友好易用，基本布局可靈活自定義，從而用戶可以輕松地根據工作內容和習慣設置理想的界面。
獨創的結構樹“ConstructionTreeTM”技術使得用戶能對整個設計過程完整的記錄下來，并可方便的進行管理，同時也可隨時對任意設計單元進行修改，以獲得滿意的設計要素，極大的提高了產品設計的速度，縮短了產品開發的周期。
2.完美的曲線創建方式
solidThinkingEvolve可運用NURBS曲線工具對曲線進行參數化控制，支持高階曲線，并 可對高階曲線控制點進行任意編輯調整，從而可使設計師在設計過程中更好的發揮豐富的想象力，創建出滿意的造型。
3.獨特的基于NURBS建模體系和功能完備的建模環境
先進的NURBS建模使solidThinkingEvolve成為產品造型設計師的優秀設計工具，它提供了全面的曲面建模和實體建模工具，并可自由的操控模型，通過改變結構樹的參數，可方便的獲得新的造型，以便更加輕松自如的得到多種設計方案。
4.PolyNURBS多邊形建模
可以將毛坯狀的多邊形形狀轉化為光順的NURBS曲面連續實體。
展開 ABAQUS二維隨機多邊形骨料界面過渡區混凝土細觀建模
ABAQUS二維隨機多邊形骨料及界面過渡區（ITZ）的混凝土細觀建模研究，可有效揭示混凝土內部多相復合結構的力學響應機理。該模型能夠真實反映骨料隨機分布特征及ITZ對裂縫萌生與擴展的影響，為準確模擬混凝土損傷演化過程、預測宏觀力學性能提供理論基礎，對提升混凝土結構耐久性與安全性具有重要意義。本案例介紹在ABAQUS內建立多邊形骨料、界面過渡區（ITZ）、水泥砂漿基體多相材料混凝土細觀有限元模型。
混凝土細觀模型采用CAD隨機多邊形2D插件專業版參數化建模生成，將CAD中的混凝土各組分內容分別另存為dxf格式，以備導入ABAQUS內。
在ABAQUS內將混凝土細觀圖形以草圖的形式分別導入。
利用草圖建立混凝土模型中各組分的部件。
對混凝土中各組分分別設置材料屬性，如進行混凝土細觀力學分析時，可采用EasyCDP Mortar&ITZ插件快速設置混凝土損傷塑性材料模型參數。
將混凝土細觀模型中的砂漿、骨料、ITZ部件進行裝配。
進行混凝土細觀模型的網格劃分，可采用四邊形或三角形單元類型。
后續可根據研究的需要進行混凝土細觀模型的模擬分析，如混凝土的受壓損傷開裂等。
二維多邊形骨料混凝土細觀模型的受壓損傷模擬教程可以參考：ABAQUS多邊形骨料ITZ混凝土細觀受壓開裂論文復現視頻
展開 Abaqus三維晶體塑性Voronoi泰森多邊形晶格建模插件 ￥198
插件介紹
AbyssFish Voronoi2D&3D 3D V3.0 插件可對Abaqus內已進行網格劃分的部件（Part）生成Voronoi泰森多邊形區塊。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，可設置晶格數量等參數。可用于Abaqus晶體塑性有限元、非均質晶格、多晶體、三維Voronoi等模型構建及研究。
模型說明
插件采用離散(背景網格)Voronoi模型生成，對單元（Element）進行集（Set）劃分，實現二維及三維Voronoi晶格。
插件建立的單元集模型，可方便用戶進行材料及截面的指派，以實現非均質材料、材料各向異性、隨機晶體取向等模型。
插件支持包含六面體及四面體在內的所有單元類型。
插件可用于二維模型、三維實體模型、三維殼模型等。
注意，插件僅可對已劃分網格的部件使用，并未指定材料屬性、分析步、相互作用、載荷等，此部分內容需要用戶根據模擬內容自行設置。
參數說明
Model、Part：選擇需要進行晶格劃分的模型及部件，部件需首先進行網格劃分。
Cells num：生成的晶格數量。對于形體較為復雜的模型可能會出現空Set，既不包含單元的Set，會導致實際生成的晶格數量略小于指定數量，但不會對后續模擬產生影響。
適用版本
插件可運行在Windows10、11系統上，支持Abaqus2024及以上版本。
展開 領取：3D打印設計與仿真軟件廠商Altair 2022年臺歷
本次設計全程在一體化工業設計軟件Altair? Inspire? Studio中完成，從初始草圖到多邊形建模、自由造型和參數化 PolyNURBS 建模探索造型方案，Inspire Studio中的工具和工作流程都經過了優化，提供了高效的設計體驗。結構歷史進程功能可快讀回溯歷史版本，為創作過程提供了強大的支持。內置的高質量、基于物理的全局照明渲染器Thea Render讓圖片的質感更上一層樓。
Altair 3D打印解決方案：以拓撲優化驅動創新設計
Altair 提供的軟件不僅能設計獨特的原型，還能提供穩健的仿真工具鏈來支持生產制造。結合 Altair OptiStruct? 和 Altair Inspire? 等優化技術，Altair 突破設計和增材制造的潛力，助力企業將增材制造真正用于生產解決方案，生產出創新、輕質和結構高效的產品。Altair 3D打印解決方案，支持從造型設計，到點陣優化、拓撲優化，以及鑄造仿真和打印過程仿真，端到端完整解決方案。
造型設計：Altair Inspire Studio 具有基于結構歷史進程的曲線構建NURBS 曲面、PolyNURBS 多邊形建模、參數化實體建模的融合設計建模方式。能夠自由靈活地構建三維造型，滿足增材制造對于復雜造型的設計需求。
點陣優化：Altair OptiStruct 和 Altair Inspire 都可以根據不同的載荷條件生成點陣(Lattice)，支持優化成點陣和實體相結合的結構。Altair Inspire 可以將點陣(Lattice)結構導出 stl 格式的文件用以直接打印。
拓撲優化：“拓撲優化”技術可以彌補設計能力與增材制造潛力之間的鴻溝。
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