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插件介紹 Random Sphere RVE 3D (Mesh) - AbyssFish 插件可在Abaqus生成三維具備周期性邊界條件(Periodic Boundary Conditions, PBC)的隨機球體骨料及骨料-水泥界面過渡區(qū)(Interfacial Transition Zone, ITZ)模型。

將插件文件夾復(fù)制至Abaqus插件目錄abaqus_plugins，例如：D:\ABAQUS2023\product\win_b64\code\python2.7\lib\abaqus_plugins4.2. 啟動Abaqus，無需預(yù)先創(chuàng)建模型。

視頻鏈接：UD單胞細觀建模插件使用視頻教程_培訓(xùn)課程_abaqus建立rve ABAQUS仿真rve-技術(shù)鄰為了安裝方便，這里新增了安裝包，雙擊運行，路徑采用默認就行。并為防止特殊情況，這里也提供了壓縮包，可以通過傳統(tǒng)安裝方式進行解壓安裝。

通過表面元素與 RVE 單元表面綁定，以強制執(zhí)行周期性邊界條件。這對于復(fù)雜模型使用周期性邊界提供了一個新奇的思路。插件生成RVE模型的自由網(wǎng)格如圖：雙層網(wǎng)格用于生曾周期性邊界：使用Abaqus內(nèi)置的普通彈塑性本構(gòu)，施加20%的變形模擬的多孔模型變形（拉伸）后的位移和應(yīng)力分布分別如圖所示。

沿著這個方向，我們在LS-DYNA R13中發(fā)布了RVE分析功能。為進一步加速非線性多尺度結(jié)構(gòu)仿真，LS-DYNA已經(jīng)開發(fā)出一種基于機器學(xué)習(xí)的方法，并在LS-DYNA R14版本中正式發(fā)布，并已成功集成深度材料網(wǎng)絡(luò)DMN這一機器學(xué)習(xí)方法，基于注塑成型短纖維增強復(fù)合材料的制造場景，通過LS-DYNA進行制造流程仿真。

沿著這個方向，我們在LS-DYNA R13中發(fā)布了RVE分析功能。為進一步加速非線性多尺度結(jié)構(gòu)仿真，LS-DYNA已經(jīng)開發(fā)出一種基于機器學(xué)習(xí)的方法，并在LS-DYNA R14版本中正式發(fā)布，并已成功集成深度材料網(wǎng)絡(luò)DMN這一機器學(xué)習(xí)方法，基于注塑成型短纖維增強復(fù)合材料的制造場景，通過LS-DYNA進行制造流程仿真。

周期性邊界條件表觀上可理解為： RVE模型進行無窮多次陣列，即得到完整的模型，這里陣列方向可是兩個或三個：（1）比如織物復(fù)合材料（有基體），就需要是三個方向；（2）若是二維織物材料（沒有基體），只需要進行兩個方向，一般施加的載荷也是在這個平面內(nèi)，比如拉伸，壓縮，剪切等，但如果進行面外彎曲和扭轉(zhuǎn)也是可以的；（3）兩個方向的還有一個最簡單的，一個平面正方形板，加上周期性邊界條件，那就可以得到一個無限大的平板

實時可視化預(yù)覽： 網(wǎng)頁右側(cè)提供 3D 實時渲染，調(diào)整左側(cè)參數(shù)后，模型形態(tài)即刻更新，真正實現(xiàn)“所見即所得”。 多格式導(dǎo)出： 生成的模型支持導(dǎo)出為坐標數(shù)據(jù)、拓撲連接信息等，方便后續(xù)導(dǎo)入 ABAQUS、ANSYS 或自編的有限元/晶體塑性（CPFEM）程序中。【操作流程：三步搞定】 第一步：設(shè)定全局參數(shù)。 在左側(cè)面板選擇晶粒總數(shù)及 RVE 尺寸。 第二步：精修幾何特征。

圖7 用于計算RVE中SAFs的ABAQUS-Python代碼腳本流程圖 根據(jù)文獻中RVE模型的分析結(jié)果，可以將RVE各點的微觀應(yīng)力分布視為SAFs，如圖8和圖9所示。 圖8 纖維參考點中的SAFs圖9 基體參考點中的SAFs 利用ABAQUS/Explicit軟件建立了相應(yīng)碳纖維復(fù)合材料的鉆孔三維有限元模型。

多晶材料的宏觀性能來自內(nèi)部晶粒與晶界的復(fù)雜相互作用，而我們在計算中只能截取有限大小的 RVE。如果邊界處理不當(dāng)，RVE 的響應(yīng)會被“邊界效應(yīng)”主導(dǎo)：例如邊界過度約束導(dǎo)致材料顯得過硬，或邊界過度自由導(dǎo)致材料顯得過軟，甚至出現(xiàn)非物理的應(yīng)變局部化或旋轉(zhuǎn)模態(tài)。這種誤差會直接影響應(yīng)力–應(yīng)變曲線、各向異性參數(shù)（如 R 值）、晶粒內(nèi)應(yīng)變分布和損傷起裂位置等關(guān)鍵結(jié)論。

該軟件使用時需要用戶在 CAE 中自定義 RVE，然后借助該插件施加周期性邊界條件使用時將該軟件放在abaqus的plug-in文件夾下面即可使用，具體使用過程這里以一個案例進行說明 案例說明：（以雙相為列子，類似可以推廣至多相） 1，建立雙相材料的RVE模型，基體的尺寸為1*1*1（mm），材料為鋁（第一相）。

模型展示 插件可基于隨機生長四參數(shù)法生成具有周期性邊界條件（Periodic Boundary Condition，PBC）的代表性體積單元（Representative Volume Elementary，RVE）模型等。 可將生成的模型創(chuàng)建網(wǎng)格部件后刪除孔隙單元來實現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)并進行模擬分析。

本案例在Abaqus內(nèi)采用Random Sphere RVE 3D（Mesh）V1.0 – AbyssFish插件進行建模，建立的混凝土細觀結(jié)構(gòu)代表性體積單元(Representative Volume Element, RVE)在幾何上具備周期性邊界條件(Periodic Boundary Conditions, PBC)，包含砂漿、骨料-水泥界面過渡區(qū)(Interfacial Transition