材料映射
關注創建者：寧博士CAE團隊 創建時間：2021-09-28
材料映射的視頻教程
材料映射的實例教程
插件介紹
Random Material Mesh - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件將材料隨機批量賦值給部件的網格單元。插件支持二維及三維部件的所有網格類型，可指定任意多種（實際材料種類＜10^7）不同材料。注意，插件僅提供空材料指定網格功能，并不能生成隨機的材料屬性，需要手動或借助其他插件設置材料行為參數。
模型展示
使用教程
模型以二維部件的軸壓試件為例，介紹隨機材料網格插件的使用方法，并與均質材料進行對比分析。
?打開Abaqus新建幾何模型，并劃分網格。
?在Abaqus的Plug-ins菜單下，找到AF_ RandomMaterialMesh，點擊打開插件。選擇需要編輯的模型及部件，并制定其材料種類的數量。這里制定10種不同的材料。
?切換到屬性模塊，可查看材料制定情況。
?打開材料管理器，依次對制定的材料進行參數設置。這里也可以采用復制的方式，將已有的材料屬性復制一份并稍作修改，注意復制后需要保證材料名稱與需要編輯的材料一致。本案例中材料（1~10）的彈性模量分別為（1~10）× 10^5。
?建立分析步，指定荷載等并提交分析。
?最終非均質材料與均質材料（E = 5.5×10^5）計算結果如下。
說明提醒
插件可運行在WindowsXP、7、8、10、11系統上，支持Abaqus6.14、Abaqus2017~2023及以上版本。
插件需要注冊，售價為單機許可的價格，購買后請聯系QQ：1135122921獲取許可證。
展開 問題在最后一張圖，如圖一進入ncode打開Edit Material Map，默認進入的材料類型是SN R-ratio multi-curve，Material Group共有482個圖3（1-482），但到307后有個Default Material（圖2）…
<p>1 mapped mesh映射網格是做什么的？</p><p>abaqus是一款功能非常強大的有限元分析軟件，然而，它的網格劃分功能并不是非常出色，因此，很多人做前處理時都會轉到專業的網格劃分軟件（例如hypermesh或ansa等等）。當你的模型非常復雜的時候（包含很多碎片零散的不規則塊體），采用建立幾何模型再劃分網格，得到的網格質量往往不敢恭維，而且一般復雜模型只能劃分三角形網格或者四面體網格（這對于很多人來說并不是想要的網格單元類型），因此，我們需要使用另一種方法來進行復雜模型的建立，同時要保證網格質量非常高，目前，比較流行的就是采用mapped mesh映射網格，它可以把非常復雜的模型細節體現出來，并且，網格質量非常高，完全可以滿足科研人員的要求。</p><p>2 以前的mapped mesh映射網格的建立方法</p><p>目前，大家對于映射網格的使用比較少，關鍵是它的建立過于復雜，很多人員并沒有掌握這門技術，據了解，這種模型的建立可以通過MATLAB編程、Python編程、C++編程實現，或者通過CAD處理圖形導入ansys再導入flac3d等進行處理得到，這些方法網格局限性很大，操作也不方便，流程復雜，或者需要很高的編程基礎要求，所以，很多人都望而卻步。
展開 4.2 材料映射（material mapping）
完成有限元分析結果的導入之后，我們需要將對應材料的S-N曲線賦予給原來用于分析的材料，這一步在S-N CAE Fatigue模塊中完成。
圖 5 創建S-N分析
首先在右側的模塊區拖入S-N CAE Fatigue到左側的工作區中，然后將有限元結果輸入文件的輸出結構與S-N CAE Fatigue的輸入接口連接起來，表示將有限元結果傳輸給S-N CAE Fatigue模塊。點擊S-N CAE Fatigue模塊，右鍵找到advanced edit，第一次進入點擊yes更新數據表示會將前面模塊的數據傳輸進來，進入后界面如下：
圖 6 更改材料賦予方式
首先個人建議使用原有分析模型的材料編號來進行材料S-N賦予，默認是使用模型一體賦予材料的，將材料賦予也就是2步驟對應的框中改成material，這個material是直接與前面有限元模型中的選中的材料直接鏈接起來的。
圖 7 材料映射
進入materialmap中可以看到，MAT_1就是我們在有限元中定義的ID為1的材料，我們可以直接將軟件數據庫的材料賦予給MAT_1也可以自己生成一個新的材料。這里需要說明下，在standard S-N曲線中生成的S-N曲線并不是說額外導入一條S-N曲線，而是有軟件自己的內部公式，我們只需要基于材料的拉伸強度，材料類型以及標準誤差即可。
展開 它可能是疲勞強度換算系數（Kf）或者柔度函數（Y）的形式，或者是有限元分析的結果（大多數情況下）；
3.材料對周期性載荷的響應必須被定義（Material Data），以S-N曲線、應變-壽命和周期應力-應變曲線表示，或者帕里斯函數；
4.這三個輸入框通過每周疲勞分析合并，并給出初始結果。
常用模塊圖標如下所示：
有限元輸入，輸入有限元模型
SN CAE 疲勞，進行逐周分析
熱點探測，識別模型中的關鍵區域
有限元顯示，以圖形形式顯示有限元模型
數據值顯示，以表格形式顯示分析結果
這個案例將對這個部件進行多軸安全因子分析以確定它是否能用于實際工程使用。設計目標是這個部件必須在載荷歷程的作用下具有無限重復的壽命，安全因子為1.05。
下面開始具體分析。
3.2模型輸入
在designlife中創建疲勞分析流，首先我們插入一個有限元輸入（FE Input）模塊，導入上一步準備的rst結果文件，查看應力和應變結果：
彎力結果：
扭力結果
再拖動一個數據輸入窗口到工作區，插入測試數據：
從測試數據的細節屬性可以看出采樣率、采樣點等信息。
添加Dang Van疲勞模塊并連接，這個模塊的作用就是使用Dang Van模型計算安全因子：
Dang Van疲勞模塊有三個輸出端口。從上到下分別為：適合有限元顯示的壓縮結果；完整結果數據值顯示；最差實體Dang Van（分散）繪圖。
分別連接三個模塊到響應端口，連接完畢的分析流程如圖所示。可以看出，除了最后一個XY圖用來顯示最差實體Dang Van（分散）繪圖以外，剛好是5-boxes。
3.3建立材料映射
在DangVan分析模塊上右鍵點擊選擇編輯材料映射，這個選項使用一些已有的經驗規則來生成DangVan模型中的參數a和b。
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材料映射的最新內容
文件層級如下：
.xoma（資產入口，含 UUID、版本、版權） └── .xomm（材料映射，RGB 值 → 材料名稱） └── .xomp（材料屬性，含粗糙度、密度、發射率等） ├── *_optical.xompt（光學屬性：n', κ） ├── *_emp.xompt（電磁屬性：ε?、μ?） └── *_brdf.xompt（BRDF 查找表）
問題在最后一張圖，如圖一進入ncode打開Edit Material Map，默認進入的材料類型是SN R-ratio multi-curve，Material Group共有482個圖3（1-482），但到307后有個Default Material（圖2）…
從工藝仿真輸出中提取結構時，自動導入功能還將確保材料在仿真之間映射。因此，正確的材料定義將與導入到Ansys Lumerical 設計環境中的幾何結構相關聯，并且這些材料定義將包含物理光電仿真所需的參數。
最后，工藝仿真包含摻雜劑種類和雜質密度空間分布的信息。這些是仿真器件光電響應的重要輸入，保持數據的準確性對于獲得準確的結果至關重要。
</p><p>u 與邊界條件和熱/耦合場數據的對接要清晰，支持跨域材料屬性的映射。</p><p><br></p><p><strong>五、載荷、邊界條件與初始條件管理（BCs, Loads & Inits）</strong></p><p>1.定義位移/力/熱載荷、約束、接觸條件、初始條件、周期邊界等。</p><p>2.支持時變載荷、隨機載荷、循環載荷、地震/沖擊等動態載荷的建模。
從工藝仿真輸出中提取結構時，自動導入功能還將確保材料在仿真之間映射。因此，正確的材料定義將與導入到Ansys Lumerical 設計環境中的幾何結構相關聯，并且這些材料定義將包含物理光電仿真所需的參數。
最后，工藝仿真包含摻雜劑種類和雜質密度空間分布的信息。這些是仿真器件光電響應的重要輸入，保持數據的準確性對于獲得準確的結果至關重要。
模型說明
插件采用材料映射單元的方式，將不同相材料賦值到網格單元，實現三維混凝土細觀有限元模型。
插件建立的模型中包含5個Set，從1~5分別對應水泥基體、大粒徑骨料、小粒徑骨料、孔隙、界面過渡區。
<p>在基于實際混凝土斷面圖像進行混凝土細觀有限元模型重建研究方面，主要可采用兩種方式實現：一是根據圖像數據建立實體模型；另一種是采用材料映射單元的方式將不同組分建立背景網格。</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">本文將基于以上兩種方式，通過混凝土切片圖片建立二維混凝土細觀有限元模型，并對模型進行軸壓模擬分析。
基于不同材料的單元映射算法，解決了多孔結構這種復雜部件網格難以劃分的問題，使得模型構建更加簡單，也極大降低了三維多孔結構、孔隙介質等模型模擬中的計算量。
說明提醒
插件可運行在WindowsXP、7、8、10、11系統上，支持Abaqus2018~2023及以上版本。
插件需要注冊，售價為單機許可的價格，購買后請聯系QQ：1135122921獲取許可證。
插件介紹
Random Material Mesh - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件將材料隨機批量賦值給部件的網格單元。插件支持二維及三維部件的所有網格類型，可指定任意多種（實際材料種類＜10^7）不同材料。注意，插件僅提供空材料指定網格功能，并不能生成隨機的材料屬性，需要手動或借助其他插件設置材料行為參數。
模型展示
圖 7：動態機械分析 (DMA) 的蠕變量測程序與響應
動態機械分析 (DMA) 量測數據使用迭加方法映射材料行為
時間和溫度對高分子聚合物材料的影響可以使用時間-溫度迭加原理 (Time-Temperature Superposition,TTS) 來進行預測。
