abaqus圖像映射的案例
ABAQUS二維混凝土細(xì)觀模型的數(shù)字化重建技術(shù)(二)圖像映射
上篇文章介紹了基于圖像進(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的幾何重構(gòu)法，詳細(xì)步驟可查看下面的連接。
ABAQUS二維混凝土細(xì)觀模型的數(shù)字化重建技術(shù)(一)幾何重構(gòu)
https://www.yqgqt.org.cn/post/1990726
本篇介紹二維混凝土細(xì)觀模型在ABAQUS中數(shù)字化重建技術(shù)的第二種方法——基于ABAQUS背景網(wǎng)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(jìn)行導(dǎo)入，導(dǎo)入時(shí)縮放比例參數(shù)（Scaling）設(shè)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(shè)置混凝土損傷塑性材料參數(shù)，本案例不考慮骨料的損傷破壞。
設(shè)置分析步、載荷后建立作業(yè)，并在提交作業(yè)前采用ABAQUS CDED插件設(shè)置混凝土開裂。
提交作業(yè)完成模擬分析。
展開 Abaqus隨機(jī)材料映射網(wǎng)格插件：Random Material Mesh - AbyssFish ￥128
插件介紹
Random Material Mesh - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件將材料隨機(jī)批量賦值給部件的網(wǎng)格單元。插件支持二維及三維部件的所有網(wǎng)格類型，可指定任意多種（實(shí)際材料種類＜10^7）不同材料。注意，插件僅提供空材料指定網(wǎng)格功能，并不能生成隨機(jī)的材料屬性，需要手動或借助其他插件設(shè)置材料行為參數(shù)。
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(jī)材料網(wǎng)格插件的使用方法，并與均質(zhì)材料進(jìn)行對比分析。
?打開Abaqus新建幾何模型，并劃分網(wǎng)格。
?在Abaqus的Plug-ins菜單下，找到AF_ RandomMaterialMesh，點(diǎn)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(shù)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(jìn)行參數(shù)設(shè)置。這里也可以采用復(fù)制的方式，將已有的材料屬性復(fù)制一份并稍作修改，注意復(fù)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(zhì)材料與均質(zhì)材料（E = 5.5×10^5）計(jì)算結(jié)果如下。
說明提醒
插件可運(yùn)行在WindowsXP、7、8、10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus6.14、Abaqus2017~2023及以上版本。
插件需要注冊，售價(jià)為單機(jī)許可的價(jià)格，購買后請聯(lián)系QQ：1135122921獲取許可證。
展開 CFD結(jié)果映射到ABAQUS模型上
*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(shù)映射：
ABAQUS中自帶了場定義模塊，通過粘貼坐標(biāo)和對應(yīng)變量值，自動實(shí)現(xiàn)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(shí)體單元，我想讓那個(gè)面的溫度映射到整個(gè)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(gè)CAE模型的節(jié)點(diǎn)，計(jì)算它與所有CFD節(jié)點(diǎn)之間的距離。
(2) 查找到每個(gè)CAE節(jié)點(diǎn)最鄰近的CFD節(jié)點(diǎn)，將這個(gè)最鄰近CFD數(shù)據(jù)點(diǎn)的溫度插值到CAE中，這樣便可得到CAE溫度的插值數(shù)據(jù)。
(3) 最后使用插值結(jié)果，對inp進(jìn)行自動修改，將溫度結(jié)果施加到每個(gè)節(jié)點(diǎn)上。
步驟四，渲染對照：
再開發(fā)一個(gè)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(jìn)行渲染。幫助我們確認(rèn)是否有明顯的映射錯(cuò)誤。
展開 【Abaqus二次開發(fā)】骨料隨機(jī)填充及映射網(wǎng)格法
<h2 class="ql-align-center"><strong>0.出發(fā)點(diǎn)</strong></h2><p>用abaqus做細(xì)觀模擬，隨機(jī)填充顆粒/纖維是跳不過的坎，網(wǎng)上有很多插件或腳本，技術(shù)鄰也有不少大咖做了些插件，但個(gè)人而言更傾向于腳本，雖然插件使用起來方便，不過有時(shí)需要根據(jù)具體要求修改模型，此時(shí)腳本的靈活性就體現(xiàn)出來了。今天跟大家分享怎么通過python編寫隨機(jī)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(shí)可以建立多個(gè)part，或?qū)⒐橇献鳛橐粋€(gè)part跟基體在assembly模塊進(jìn)行裝配，并巧用Merge/cut功能即可。</li><li>網(wǎng)格映射法主要是通過將獲得骨料中的點(diǎn)坐標(biāo)，把它映射到已畫好結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的另一個(gè)part中；這種方法的有點(diǎn)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(jī)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(jī)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(shù)），指定粒徑和含量比較方便。
展開 
Abaqus圖像轉(zhuǎn)模型插件：Image To Part 2D- AbyssFish ￥1298
插件介紹
Abaqus Image To Part 2D - AbyssFish 插件可將圖像導(dǎo)入Abaqus內(nèi)并通過對網(wǎng)格單元集進(jìn)行材料指定，實(shí)現(xiàn)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(shè)置的Scaling參數(shù)。
網(wǎng)格單元劃分：部件網(wǎng)格劃分的單元尺寸為設(shè)置的Scaling參數(shù)，劃分四邊形單元，劃分完成后的部件單元數(shù)量與指定的圖像中像素?cái)?shù)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(chuàng)建單元集，并對單元集進(jìn)行不同種類空材料指定，實(shí)現(xiàn)從圖像到部件屬性的映射關(guān)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(lán)（Blue）三種顏色的組合，在RGB模式下，每種顏色的強(qiáng)度一般用0到255的數(shù)字來表示，當(dāng)兩個(gè)像素的RGB屬性完全一致時(shí)，插件會將其歸為同一集合。
模型展示
1、EBSD晶體學(xué)取向映射圖導(dǎo)入，用戶可對模型中不同顏色分別指定材料屬性。
2、細(xì)觀混凝土(meso concrete)，可以指定混凝土骨料、基體、及界面過渡區(qū)（ITZ）材料屬性。
3、基于試件照片實(shí)現(xiàn)材料區(qū)分，照片進(jìn)行閾值分割后導(dǎo)入。
展開 Abaqus導(dǎo)入圖像生成模型
<p>首先選取一張待導(dǎo)入Abaqus的圖片，這里采用優(yōu)化的隨機(jī)生長算法生成一張圖片，繪圖參數(shù)及生成結(jié)果見下圖。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202406/attachment/b137dcf7c4004526b6201aa7d9f42f08.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/b137dcf7c4004526b6201aa7d9f42f08.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/b137dcf7c4004526b6201aa7d9f42f08.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/b137dcf7c4004526b6201aa7d9f42f08.png?image_process=/format,webp/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/b137dcf7c4004526b6201aa7d9f42f08.png">
</figure>
</div><p><br></p><p>利用CAD圖像導(dǎo)入插件將圖片導(dǎo)入到AutoCAD軟件內(nèi)。
展開 原創(chuàng)#在abaqus中建立實(shí)際形貌的二維或準(zhǔn)三維材料映射網(wǎng)格模型
</p><p>如果這方面需求</p><p>ABAQUS斷裂模擬收徒 ，保證快速學(xué)會各種ABAQUS斷裂模擬方法 1200/人（將享有各種插件以及程序，價(jià)值3000+、專門定制視頻、全程親自教學(xué)、各種模型調(diào)試及解答問題等等，傾囊相教）</p>
ABAQUS基于切片圖像的混凝土細(xì)觀有限元實(shí)體模型三維重建
在混凝土細(xì)觀研究中，基于掃描數(shù)據(jù)的三維重建技術(shù)可精準(zhǔn)還原混凝土中骨料、砂漿的分布及微觀結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合數(shù)字圖像處理與數(shù)值模擬方法，能夠量化分析材料非均質(zhì)性對力學(xué)性能、裂縫擴(kuò)展路徑及破壞模式的影響機(jī)制。
混凝土細(xì)觀模型三維重建的有限元模擬為優(yōu)化混凝土配比設(shè)計(jì)、評估耐久性劣化行為及預(yù)測結(jié)構(gòu)服役壽命提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)推動細(xì)觀力學(xué)理論與先進(jìn)成像技術(shù)的深度融合，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值與工程應(yīng)用前景。
本案例介紹通過CAD斷層掃描三維重建插件將混凝土切片掃描圖像在AutoCAD內(nèi)進(jìn)行骨料及水泥砂漿基體的三維實(shí)體模型重建，并導(dǎo)入Abaqus CAE軟件內(nèi)分別建立Part部件，實(shí)現(xiàn)模型的裝配及網(wǎng)格劃分，后續(xù)可完成不同工況的混凝土細(xì)觀有限元模擬分析。
首先需要獲取混凝土的切片掃描圖像文件，并通過CAD斷層掃描三維重建插件建立AutoCAD實(shí)體模型。
在AutoCAD內(nèi)將粗骨料及砂漿基體部件分別導(dǎo)出為iges格式文件后，以部件的形式導(dǎo)入到Abaqus軟件內(nèi)。
對骨料及砂漿部件分別指派材料屬性，水泥砂漿部分采用混凝土損傷塑性模型（CDP），可采用EasyCDP插件快速生成不同強(qiáng)度的材料參數(shù)。
將骨料及砂漿部件進(jìn)行裝配。
可對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，及完成后續(xù)的有限元仿真模擬。
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