comsol泰森多邊形骨架的案例
COMSOL泰森多邊形Voronoi圖孔隙優(yōu)化模型受力分析
Voronoi模型
在comsol內建立泰森多邊形骨架支撐網格，模型采用一般的多邊形泰森多邊形孔隙以及樣條曲邊泰森多邊形孔隙做對比研究，分析模型在承受壓力荷載下的應力分布。通過comsol的固體力學計算可看出擬圓形Voronoi孔隙支撐結構的應力分布更為合理，可有效避免應力集中現(xiàn)象。
建模過程
首先采用CAD Voronoi 生成插件 V2版本在AutoCAD內進行幾何模型的構建，并另存為dxf文件導入到comsol軟件內。注意導入后需要做一步差集操作以生成Voronoi孔隙形成骨架。
進入comsol建立模型，指定材料、邊界、網格等，進行力學分析研究。
這里的研究選擇瞬態(tài)，施加一致的面荷載指定單軸壓縮，最終的結果如下：
幾何建模插件
模型的建立需要用到的插件
CAD_Voronoi V2
技術支持
技術鄰淵魚
展開 COMSOL三維多孔結構骨架力學分析基于Voronoi泰森多邊形三維幾何
幾何生成
采用CAD Voronoi3D插件在AutoCAD內直接生成三維Voronoi，其計算參數如下：
模型生成后刪除晶格部件，并對晶粒進行一步平滑處理：
新建外部圓柱體部件，并與晶粒進行差集操作，形成多孔骨架支撐結構，同時可查看各部分的體積（MASS命令），方便進行孔隙率的計算。這里的晶粒也可用作卵石形狀集料的堆積模型。
導入COMSOL
在CAD內將Voronoi骨架模型導出為.iges格式，并導入到COMSOL有限元軟件內。
模型賦值簡單的均質材料，并通過指定位移的方式進行最基本的單軸受壓計算，應力計算結果如圖。
CAD Voronoi3D下載
建模采用了CAD Voronoi3D插件，可用于生成更為復雜的幾何模型。
插件下載鏈接：
CAD Voronoi3D
展開 COMSOL建立Voronoi泰森多邊形二維模型
本案例介紹在COMSOL內建立二維Voronoi晶粒及晶界模型。
泰森多邊形模型通過CAD Voronoi V2.1插件建立，設置模型參數后運行插件即可在AutoCAD內自動完成Voronoi的建模。
為了展示兩種不同形態(tài)的晶粒結構，在CAD內將圖紙進行預處理，并刪除與建模無關的圖層內容。
將CAD中的Voronoi圖紙導入到COMSOL內，形成晶粒模型。
在COMSOL內通過矩形體素建立幾何，并與導入的晶粒結構進行差集布爾操作，形成晶界幾何模型。
再次導入CAD圖紙建立晶粒并與晶界形成聯(lián)合體。COMSOL可對Voronoi的不同部分分別設置不同種類的材料。
對Voronoi模型進行網格劃分后，即可根據研究的需要進行后續(xù)的仿真模擬計算。
如通過COMSOL進行Voronoi晶體材料的穿晶斷裂及沿晶斷裂模擬。
COMSOL晶體斷裂
https://www.yqgqt.org.cn/post/1910930
展開 COMSOL多晶體Voronoi泰森多邊形晶體取向力學分析
將構建好的Voronoi多晶體幾何模型文件導入到COMSOL內，構建好晶體結構模型后，進行材料賦值操作，這里采用了三種不同的晶格材料＋一種晶格邊界。
這四種材料楊氏模量E的關系為：晶格邊界<<藍色<<黃色<灰色，其中藍色材料的楊氏模量比黃色小一個數量級，黃色比灰色小一倍，由此來區(qū)分不同晶格取向上的力學性能的差異。
對Voronoi晶體模型進行網格劃分后，進行簡單的單軸壓縮模擬，并生成應力分布圖。
通過應力圖可以看出，應力大的位置主要出現(xiàn)在楊氏模量更大的灰色晶格上，這與一般的力學常識相一致。同時可發(fā)現(xiàn)較大的晶格邊界應力，這將導致晶格間的劈裂。
同時進行同取向晶體單一材料模擬對比分析，應力圖如下：
同材料Voronoi晶體的軸壓試驗中，不同晶格之間的應力無明顯差異性，無晶格取向的晶體力學性能更趨向于各項同性材料，因此多晶結構的差異主要在于晶體取向的不同。
展開 
COMSOL三維泰森多邊形3D多晶體Voronoi軸心受壓模擬
COMSOL晶體建模可采用CAD Voronoi 3D插件進行，插件下載鏈接：
https://www.yqgqt.org.cn/post/1915603
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(xiàn)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 泰森多邊形（Voronoi）軟件 ￥1
泰森多邊形又叫馮洛諾伊圖（Voronoi diagram），得名于Georgy Voronoi，是一組由連接兩鄰點線段的垂直平分線組成的連續(xù)多邊形組成。一個泰森多邊形內的任一點到構成該多邊形的控制點的距離小于到其他多邊形控制點的距離。
歡迎為程序改進提出寶貴意見~
科學計算版本可以查看以下鏈接（CAD_Voronoi插件）：
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1859104
更新說明：
2020/11/18： AF_Voronoi_v2.0
新增圖片處理功能
新增控制點顯示功能
2020/11/17： AF_Voronoi_v1.4
改進邊框圖算法，生成更精確
新增進度條，防止主界面無響應
2020/11/17： AF_Voronoi_v1.3
新增繪制區(qū)塊邊框功能
2020/11/16： AF_Voronoi_v1.1
顯著提升軟件打開速度
2020/11/15： AF_Voronoi_v1.0
通過測試，正式發(fā)布
展開 CAD Voronoi泰森多邊形分區(qū)編號及面積計算插件 ￥299
CAD Voronoi 2D V2.5版本，可在AutoCAD軟件內對設定的矩形區(qū)域進行泰森多邊形分割、編號及面積計算。可用于控制區(qū)域評估、地區(qū)降雨量計算、板材套料、Voronoi排版、鏤空、卵石排布、藝術創(chuàng)作等方面。
插件支持設置Voronoi區(qū)塊的尺寸，可實現(xiàn)較為均勻的分布，也可自定義控制點的名稱及坐標，實現(xiàn)區(qū)塊定制需求。
插件對圖形中的區(qū)塊進行命名或編號，并將每個區(qū)塊的面積輸出到Excel文件內。
插件通過分圖層繪圖，可滿足隨機多邊形下料、卵石填充、路徑設置等多方面的應用。
如將模型導入PS后采用Voronoi形成無縫不規(guī)則的馬賽克樣式。
對板材進行Voronoi套料并編號。
在CAD內拉伸生成三維柱體模型。
利用旋轉構建三維多孔結構。
插件支持AutoCAD2007~2024及以上版本，兼容性好，售價為單機許可的價格，聯(lián)系作者QQ：1135122921獲取許可。
展開 CAD泰森多邊形框架3D插件 ￥599
插件介紹
CAD泰森多邊形框架3D插件可用于在AutoCAD軟件內生成三維Voronoi框架結構實體模型，適用于多孔Voronoi科研論文渲染繪圖、Voronoi框架有限元建模、Voronoi空間結構優(yōu)化等方面的應用。
使用說明
插件可設置生成的幾何尺寸、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。
線模型可導入有限元軟件內作為梁單元實現(xiàn)三維Voronoi框架結構的計算分析。
實體模型支持絕大部分的有限元軟件進行Voronoi三維框架結構的模擬：
ABAQUS三維Voronoi框架結構3D模型
COMSOL三維泰森多邊形網架結構網格劃分
ANSYS Workbench三維Voronoi網架結構網格模型
Voronoi框架模型可用于多方面的模擬分析，也可用于Voronoi 3D打印、Voronoi拓撲優(yōu)化、Voronoi骨架三維效果圖等方面。
應用場景
插件可運行在Windows7、8、10、11系統(tǒng)上，同時需要有Autodesk公司的AutoCAD軟件支持，兼容AutoCAD 2010~2024全版本，不支持精簡版本的CAD軟件及其他廠商的CAD軟件。
插件生成的模型可進行渲染出圖，應用于論文中，或導入ANSYS、COMSOL、Abaqus、Fluent、LS-DYNA、Hyperworks等主流CAE有限元軟件內進行仿真模擬。
說明提醒
插件需要注冊，注冊完成后注冊的計算機永久可用，售價為單機許可的價格，購買后請聯(lián)系QQ：1135122921獲取許可證。
展開 ANSYS Workbench晶體結構Voronoi泰森多邊形建模
在ANSYS Workbench內建立包含晶格及晶格邊界在內的晶體結構模型，可用于模擬多種物理現(xiàn)象及材料行為。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(xù)的有限元模擬。
CAD Voronoi插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1860011
展開 Abaqus三維梯度泰森多邊形插件：Voronoi FGM 3D（Mesh）- AbyssFish ￥298
<h1><strong>插件介紹</strong></h1><p>Voronoi FGM 3D (Mesh) V1.0 - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件內生成梯度分布的三維泰森多邊形長方體模型。插件可用于梯度功能材料(Functionally Gradient Materials)、梯度納米金屬材料、梯度金屬結構等梯度晶體模型的建立。模型基于背景網格實現(xiàn)，通過單元集的劃分，將不同的晶格指定不同的材料類型。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202403/attachment/eca5c533e92442f7bf70cd803eb60e88.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202403/attachment/eca5c533e92442f7bf70cd803eb60e88.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202403/attachment/eca5c533e92442f7bf70cd803eb60e88.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202403/attachment/eca5c533e92442f7bf70cd803eb60e88.png?
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 深入淺出泰森多邊形Voronoi算法
CAD泰森多邊形框架3D
https://www.yqgqt.org.cn/post/1917702
CAD Voronoi3D三維泰森多邊形維諾圖插件 ￥2999
三維Voronoi
Voronoi又名泰森多邊形或Dirichlet圖、維諾圖等，三維Voronoi是由連接兩鄰點直線的垂直平分面組成的連續(xù)三維多面體結構。Voronoi在各個學科中應用廣泛，如進行區(qū)域規(guī)劃、晶體塑性有限元研究、路徑優(yōu)化、地形簡化、多孔結構力學等方面的分析。
CAD Voronoi3D
CAD Voronoi 3D參數化建模插件可用于在AutoCAD軟件內生成三維Voronoi模型。插件在長方體、圓柱體、球體、圓錐體、圓環(huán)體不同的幾何模型構建泰森多邊形晶格，且可指定晶格的尺寸及有無晶格邊界層，同時插件提供了“隨機”及“均布”兩種控制點分布模式。
CAD Voronoi 3D插件可指定不同的試件形狀及試件尺寸，指定形狀內生成三維泰森多邊形實體晶格。
模型可包括晶格及晶格之間的晶界，同時可控制晶格邊界的厚度及有無，用于構建不同的Voronoi三維模型。
晶格邊界及泰森多邊形晶格分圖層繪制，可方便批量管理。
生成的區(qū)塊為單獨的部件，方便進行手動修改。
插件可指定晶格尺寸、控制點的分布模式，可實現(xiàn)【隨機分布】及【均勻分布+浮動%】兩種模式。
生成的CAD模型可直接在CAD內或其他三維建模軟件內進行渲染出圖。
CAD Voronoi3D也可導入其他有限元軟件如Comsol、Ansys、Abaqus內進行三維Voronoi模型的構建，利用3D泰森多邊形進行有限元分析模擬。
模型樣圖
三維Voronoi圖，含有無晶格兩種模型，及.dwg(CAD2018格式)、.sat、.iges三種數據格式。
展開 CAD Voronoi圖插件 泰森多邊形 ￥199
插件介紹
CAD Voronoi圖、cad維諾圖生成插件，用于在AutoCAD軟件內生成泰森多邊形馮洛諾伊圖（Voronoi diagram）。
生成的voronoi圖可導入COMSOL、abaqus、ANSYS等有限元分析軟件進行科學計算。
插件采用Delaunay三角剖分算法生成三角網，進而生成Dirichlet圖。
插件可設置生成的Voronoi圖的長度、寬度、多邊形數目、自定義控制點坐標等信息。
插件會在CAD內分圖層繪制泰森多邊形、Delaunay三角網的圖像，便于導出使用。
同時插件可以將繪圖的控制點、多邊形頂點等信息導出到Excel文件內，方便分析計算。
說明提醒
插件需要注冊，注冊請聯(lián)系QQ：1135122921
對插件如有其它需求及改進建議歡迎提出。
使用手冊
CAD_Voronoi圖插件使用手冊.pdf
更新日志
2022/03/18 V1.0 版發(fā)布
1、插件發(fā)布，提供CAD繪圖及數據導出功能。
2022/03/20 V1.1 版發(fā)布
1、新增區(qū)塊最小直徑控制功能。
2、新增控制點區(qū)域擴展功能。
3、新增運行時間提醒功能。
4、優(yōu)化算法，精簡插件大小。
2022/03/21 V1.2 版發(fā)布
1、新增自定義控制點坐標功能。
插件V2版本已發(fā)布：
CAD_Voronoi V2
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