功能梯度材料 ansys的案例
ANSYS Workbench功能梯度材料FGM
梯度功能材料（Functionally Graded Materials, FGMs）是一種先進(jìn)的復(fù)合材料，其特點(diǎn)是材料的組成、結(jié)構(gòu)以及孔隙率等特性在某個(gè)方向上呈現(xiàn)連續(xù)或階梯式的漸變。這種變化使得FGM的物理和化學(xué)性能在同一方向上也呈現(xiàn)出相應(yīng)的連續(xù)梯度變化。
ANSYS Workbench內(nèi)建立梯度功能材料模型可以采用CAD功能梯度材料2D插件建模后導(dǎo)入到Workbench內(nèi)。在插件內(nèi)設(shè)置模型參數(shù)后運(yùn)行即可在AutoCAD內(nèi)建立梯度分布的隨機(jī)圓形模型。
在CAD內(nèi)將FGM模型構(gòu)建實(shí)體后導(dǎo)出為IGES格式文件。
將模型導(dǎo)入到Workbench內(nèi)。
可對(duì)梯度模型進(jìn)行后續(xù)分析模擬。
CAD 功能梯度材料（FGM）2D插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1874171
展開 COMSOL FGM模型 功能梯度材料 梯度孔隙建模教程
FGM概念
FGM是功能梯度材料（Functionally graded materials）的英文簡(jiǎn)稱，也被稱為梯度功能材料。功能梯度材料(FGM)是一種新型非均勻復(fù)合材料,是由性能不同的兩種或多種材料復(fù)合成組分和結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)連續(xù)梯度變化的材料。它要求功能、性能隨內(nèi)部位置的變化而變化，以實(shí)現(xiàn)功能梯度的材料。
從本質(zhì)上來(lái)講，F(xiàn)GM是一種比較特殊的復(fù)合材料。
在自然界也有許多功能梯度材料的例子，如竹子、貝殼、骨骼等。
FGM構(gòu)建
本文采用COMSOL軟件進(jìn)行FGM模型的構(gòu)建，以下表現(xiàn)三種不同形式的功能梯度材料模型：
粒徑均勻變化
雙材料擴(kuò)散
變粒徑分布
建模教程
在COMSOL內(nèi)建立功能梯度材料可以采用AutoCAD模型導(dǎo)入的方式，這里用到了CAD建模插件。
插件下載：
CAD 功能梯度材料（FGM）2D插件
展開 CAD球體功能梯度材料3D插件 ￥1999
插件介紹
CAD球體功能梯度材料3D插件可在AutoCAD內(nèi)建立大小呈現(xiàn)梯度分布的球體及長(zhǎng)方體孔隙三維模型。
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(zhǎng)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(jī)排布的非梯度模式。插件內(nèi)置的動(dòng)力學(xué)堆積算法可模擬實(shí)際工程中不同粒徑顆粒投放順序下的堆積效果。
插件可設(shè)置三組球體粒徑范圍，并可指定球體間的最小間距參數(shù)，可用于生成多種不同形態(tài)的梯度孔隙結(jié)構(gòu)模型。
使用須知
1、插件使用需注冊(cè)，售價(jià)為單機(jī)許可價(jià)格；
2、插件兼容Windows系統(tǒng)，運(yùn)行需要安裝AutoCAD（2010~2025及以上版本均可使用）。
3、售后及技術(shù)支持請(qǐng)聯(lián)系微信：AbyssFish_LJR，或QQ：1135122921。
樣圖實(shí)例
可下載插件生成的模型樣圖，并進(jìn)行其他軟件的導(dǎo)入測(cè)試及模擬。（CAD2010文件）
球體功能梯度材料3D樣圖.rar
展開 ABAQUS功能梯度材料FGM模型
功能梯度材料（FGM）作為一種新型復(fù)合材料，通過材料內(nèi)部成分或微觀結(jié)構(gòu)的梯度變化，優(yōu)化特定性能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，被廣泛應(yīng)用于高溫防護(hù)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生物醫(yī)學(xué)、光電設(shè)備等領(lǐng)域。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立功能梯度材料模型。
首先采用CAD 功能梯度材料2D插件建立大小呈現(xiàn)梯度分布的AutoCAD模型。
將圓形部分通過拉伸生成三維模型。
同樣將矩形拉伸為三維，并與生成的三維圓柱進(jìn)行差集操作。并將兩個(gè)模型分別導(dǎo)出為iges格式文件。
在ABAQUS內(nèi)將兩個(gè)模型以部件的形式導(dǎo)入。
裝配到一起。
插件也可生成中心梯度分布的模型。
或兩種不同的材料在擴(kuò)散狀態(tài)下產(chǎn)生的梯度分布模型。
展開 
COMSOL功能梯度材料中的光線反射
本案例介紹在COMSOL建立功能梯度材料FGM幾何模型，并研究激光在通過梯度材料時(shí)的反射情況。
梯度材料模型采用CAD Voronoi FGM V1.0插件生成，CAD模型生成后只保留綠色圖層內(nèi)容作為梯度材料的反射界面。
在AutoCAD內(nèi)將圖紙另存為dxf格式文件，并將模型導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)，新建矩形與導(dǎo)入部件進(jìn)行差集操作，建立梯度材料幾何模型。
對(duì)模型設(shè)置材料并劃分網(wǎng)格。
選擇二維幾何光學(xué)研究，左側(cè)邊界設(shè)置從邊界釋放，射線方向沿x軸正方向，將除右側(cè)邊界外的其他邊界全部設(shè)置為鏡面反射。
進(jìn)行計(jì)算并查看光線在梯度材料中的反射現(xiàn)象。
展開 CAD 功能梯度材料（FGM）2D插件 ￥299
功能介紹
CAD 功能梯度材料（FGM）2D插件提供AutoCAD參數(shù)化建模功能，可設(shè)置長(zhǎng)方形尺寸、圓形比例、圓形間的最小間距、圓形粒徑關(guān)于坐標(biāo)系的分布關(guān)系，即R = f(x,y），粒徑的分散模式，是否擴(kuò)散分布及擴(kuò)散發(fā)生的區(qū)域范圍等。插件生成的dwg文件可導(dǎo)入到Comsol、Abaqus、ANSYS、Fluent等有限元分析軟件內(nèi)，用于梯度材料（Functionally Gradient Materials，簡(jiǎn)稱FGM）、傾斜功能材料、梯度功能材料、分子擴(kuò)散模型、氣體擴(kuò)散、分散系等模型的構(gòu)建。也可用于復(fù)雜的多空材料、孔隙介質(zhì)等模型建立。
插件界面
比例：生成的總圓形的面積占矩形面積的百分比，該參數(shù)為設(shè)計(jì)值，若參數(shù)設(shè)置不合理將無(wú)法到達(dá)設(shè)計(jì)比例；當(dāng)生成的圓形比例達(dá)到該設(shè)計(jì)參數(shù)后完成繪圖。
最小間距：該參數(shù)為任意兩個(gè)圓之間可能達(dá)到的最小間距值，該參數(shù)設(shè)置的目的是為了防止兩個(gè)圓形之間距離過小。
超時(shí)結(jié)束：?jiǎn)挝粸槊耄?dāng)超過該設(shè)置時(shí)間后自動(dòng)停止，防止參數(shù)設(shè)置不合理時(shí)投放不能完成造成程序無(wú)法結(jié)束。“超時(shí)結(jié)束”與“比例”參數(shù)實(shí)現(xiàn)了程序運(yùn)行終止?fàn)顟B(tài)的雙控，當(dāng)任意一個(gè)條件達(dá)到時(shí)程序均會(huì)結(jié)束。
粒徑分布：R1及R2為圓形的半徑，兩者設(shè)置方式一致，僅為分兩個(gè)圖層繪圖，方便后期處理即圓的半徑是關(guān)于圓中心點(diǎn)所在坐標(biāo)的函數(shù)。為方便初學(xué)者使用，在插件界面中僅列出x，而未指明y，實(shí)際使用時(shí)x、y均可設(shè)置。
CAD樣圖
說(shuō)明提醒
插件需要注冊(cè)，注冊(cè)后可永久使用，版本更新不影響注冊(cè)狀態(tài)，注冊(cè)請(qǐng)聯(lián)系QQ：1135122921。
對(duì)插件如有其它需求可按照需要定制插件。
展開 ABAQUS三維功能梯度多孔結(jié)構(gòu)材料FGM軸壓模擬
功能梯度多孔材料（FGM）通過梯度調(diào)控孔隙率，實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能的連續(xù)分布，其彈性模量、強(qiáng)度等呈均勻變化。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(duì)應(yīng)力場(chǎng)及失效機(jī)制的影響，突破傳統(tǒng)試驗(yàn)限制，優(yōu)化設(shè)計(jì)。該研究對(duì)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(jià)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(duì)梯度結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行軸心受壓力學(xué)仿真模擬。
三維梯度孔隙結(jié)構(gòu)模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建立，模型建立完成后將梯度孔基體部分導(dǎo)出為iges格式。
將梯度多孔結(jié)構(gòu)模型以部件的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。
對(duì)模型設(shè)置材料屬性，這里采用EasyCDP插件快速生成C20混凝土塑性損傷材料模型并指派給部件。
設(shè)置軸心受壓載荷工況，將模型一端固定，另一端指定位移。
對(duì)模型劃分網(wǎng)格。
創(chuàng)建并提交作業(yè)，查看模擬結(jié)果。
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