abaqus圖像映射
關注創建者：淵魚 創建時間：2023-09-09
abaqus圖像映射的視頻教程
Abaqus網格單元播放Bad Apple基于圖像映射
在Abaqus軟件內播放BadApple視頻，涉及的相關技術： 圖像映射單元、隨機材料指派、單元隨機賦予材料、邊界層處理、界面過渡區、材料參數隨機場、雙相及三相材料、批量刪除單元等。
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ABAQUS-根據圖像分配材料屬性建立有限元模型
通過材料金相組織圖片建立有限元仿真模型，通過matlab二值化處理圖片，并根據圖片信息，以python二次開發為手段賦予不同材料屬性，建立有限元模型。
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abaqus圖像映射的實例教程
上篇文章介紹了基于圖像進行混凝土細觀模型的幾何重構法，詳細步驟可查看下面的連接。
ABAQUS二維混凝土細觀模型的數字化重建技術(一)幾何重構
https://www.yqgqt.org.cn/post/1990726
本篇介紹二維混凝土細觀模型在ABAQUS中數字化重建技術的第二種方法——基于ABAQUS背景網格的圖像映射方法。混凝土圖像前處理部分與第一種方案一致，這里不多做贅述，將處理完成的混凝土圖像通過ABAQUS Image To Part 2D插件進行導入，導入時縮放比例參數（Scaling）設置為0.3，可將分辨率為500×500 px的圖像建立尺寸為150×150 mm的試件模型（0.3 = 150/500）。模型建立后采用EasyCDP Mortar&ITZ插件設置混凝土損傷塑性材料參數，本案例不考慮骨料的損傷破壞。
設置分析步、載荷后建立作業，并在提交作業前采用ABAQUS CDED插件設置混凝土開裂。
提交作業完成模擬分析。
展開 *Part, name=PART-1
*Node
1, 54.4015923, -5.89080048, 30.
2, 53.8370857, -11.9988546, 30.
3, -48.6207314, -3.89129758, 84.
4, -49.0763855, -4.09715223, 94.4679184
5, -53.4180222, -3.19716525, 94.5191727
6, -52.7271576, -2.91121149, 84.
7, -44.4379768, -4.5009594, 84.
8, -44.6520882, -4.47322035, 94.4163437
步驟三，參數映射：
ABAQUS中自帶了場定義模塊，通過粘貼坐標和對應變量值，自動實現插值映射。
如果有一些特殊情況，比如我的ABAQUS模型是帶厚度的實體單元，我想讓那個面的溫度映射到整個厚度方向單元上。
這就需要我們自己做插值算法。可以采用如下思路：
(1) 對于每個CAE模型的節點，計算它與所有CFD節點之間的距離。
(2) 查找到每個CAE節點最鄰近的CFD節點，將這個最鄰近CFD數據點的溫度插值到CAE中，這樣便可得到CAE溫度的插值數據。
(3) 最后使用插值結果，對inp進行自動修改，將溫度結果施加到每個節點上。
步驟四，渲染對照：
再開發一個可視化模塊，將原始CFD溫度分布和映射后面的CAE模型變量分布進行渲染。幫助我們確認是否有明顯的映射錯誤。
展開 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 插件介紹
Abaqus Image To Part 2D - AbyssFish 插件可將圖像導入Abaqus內并通過對網格單元集進行材料指定，實現基于圖像的模型部件生成。
插件支持JPEG、JPG、PNG、GIF、TIFF、BMP、PCX、ICO等多種圖像格式，兼容彩圖、灰度圖、二值圖像等類型，可基于圖片建立指定大小尺寸的部件模型。
原理介紹
部件生成原理：插件基于所選擇的圖像尺寸信息，即圖像的寬度及高度像素建立二維可變形殼部件，建立部件的尺寸為所選圖像尺寸乘以設置的Scaling參數。
網格單元劃分：部件網格劃分的單元尺寸為設置的Scaling參數，劃分四邊形單元，劃分完成后的部件單元數量與指定的圖像中像素數量一致。
材料指定單元集：插件基于圖像像素分析，將像素屬性一致的單元創建單元集，并對單元集進行不同種類空材料指定，實現從圖像到部件屬性的映射關系。
像素屬性介紹：以常見的RGB圖像為例，像素屬性中的RGB表示的是紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）三種顏色的組合，在RGB模式下，每種顏色的強度一般用0到255的數字來表示，當兩個像素的RGB屬性完全一致時，插件會將其歸為同一集合。
模型展示
1、EBSD晶體學取向映射圖導入，用戶可對模型中不同顏色分別指定材料屬性。
2、細觀混凝土(meso concrete)，可以指定混凝土骨料、基體、及界面過渡區（ITZ）材料屬性。
3、基于試件照片實現材料區分，照片進行閾值分割后導入。
展開 <h2 class="ql-align-center"><strong>0.出發點</strong></h2><p>用abaqus做細觀模擬，隨機填充顆粒/纖維是跳不過的坎，網上有很多插件或腳本，技術鄰也有不少大咖做了些插件，但個人而言更傾向于腳本，雖然插件使用起來方便，不過有時需要根據具體要求修改模型，此時腳本的靈活性就體現出來了。今天跟大家分享怎么通過python編寫隨機填充骨料的思路：</p><ol><li>二維模型，主要是將基體做partition，比較簡單；而做partition用的草圖就需要用python批量生成，操作跟普通CAE界面做partition類似。</li><li>三維模型直接用上述方法比較難，此時可以建立多個part，或將骨料作為一個part跟基體在assembly模塊進行裝配，并巧用Merge/cut功能即可。</li><li>網格映射法主要是通過將獲得骨料中的點坐標，把它映射到已畫好結構化網格的另一個part中；這種方法的有點在于施加<strong>周期性邊界條件</strong>很方便。</li></ol><h2 class="ql-align-center"><strong>1. 普通隨機骨料填充</strong></h2><p>下面是按照上述思路編寫的2D及3D骨料隨機填充模型，其中二維模型支持<strong>圓形、橢圓及多邊形</strong>（可定義邊數），指定粒徑和含量比較方便。
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ABAQUS二維混凝土細觀模型的數字化重建技術(一)幾何重構
https://www.yqgqt.org.cn/post/1990726
本篇介紹二維混凝土細觀模型在ABAQUS中數字化重建技術的第二種方法——基于ABAQUS背景網格的圖像映射方法。
在流體到固的單向耦合仿真中，常常需要傳遞的物理量是壓力和溫度，它們可以作為結構分析的載荷條件。
不同軟件之間數據格式不通，需要人為的去做數據轉換。更關鍵的是，在實際項目中，做CFD仿真的和做CAE仿真的壓根不是一個人。
這會帶來兩個問題：
(1) 流體壁面和結構壁面模型坐標系不一致，參數無法直接用；
(2) 流體壁面和結構壁面玩個節點不一致，無法進行點對點的參數傳遞。
所謂逢山開路遇水搭橋
在混凝土細觀研究中，基于掃描數據的三維重建技術可精準還原混凝土中骨料、砂漿的分布及微觀結構特征，結合數字圖像處理與數值模擬方法，能夠量化分析材料非均質性對力學性能、裂縫擴展路徑及破壞模式的影響機制。
混凝土細觀模型三維重建的有限元模擬為優化混凝土配比設計、評估耐久性劣化行為及預測結構服役壽命提供關鍵數據支撐，同時推動細觀力學理論與先進成像技術的深度融合
<p>首先選取一張待導入Abaqus的圖片，這里采用優化的隨機生長算法生成一張圖片，繪圖參數及生成結果見下圖。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202406/attachment/b137dcf7c4004526b6201aa7d9f42f08
插件介紹
Abaqus Image To Part 2D - AbyssFish 插件可將圖像導入Abaqus內并通過對網格單元集進行材料指定，實現基于圖像的模型部件生成。
插件支持JPEG、JPG、PNG、GIF、TIFF、BMP、PCX、ICO等多種圖像格式，兼容彩圖、灰度圖、二值圖像等類型，可基于圖片建立指定大小尺寸的部件模型。
原理介紹
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
<h2 class="ql-align-center"><strong>0.出發點</strong></h2><p>用abaqus做細觀模擬，隨機填充顆粒/纖維是跳不過的坎，網上有很多插件或腳本，技術鄰也有不少大咖做了些插件，但個人而言更傾向于腳本，雖然插件使用起來方便，不過有時需要根據具體要求修改模型，此時腳本的靈活性就體現出來了。今天跟大家分享怎么通過python編寫隨機填充骨料的思路：</p>
<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
