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功能說明CAD隨機球體顆粒插件用于在AutoCAD軟件指定大小的長方體區(qū)域內(nèi)生成隨機分布的無干涉球體顆粒，同時生成與球體顆粒適配的帶有孔洞的長方體基體。球體顆粒可以指定三種粒徑范圍，并可以分別定義各個粒徑所占的比例，同時插件支持球體總體積的比例控制，也就是具有控制長方體基體孔隙率的功能。

插件在四參數(shù)隨機生長的基礎(chǔ)上，進行算法改進，使得孔隙結(jié)構(gòu)分布更為集中，減少離散孔隙的存在，同時可采用CAD軟件將孔隙邊緣處理的更為平滑。 插件生成的幾何模型為通用的CAD格式，支持如COMSOL、ANSYS、Abaqus、Fluent等主流有限元軟件。 說明提醒 插件適用于AutoCAD2010~2024及以上版本。

孔隙模型采用CAD隨機孔隙3D插件可生成隨機分布的立方體或球體孔隙，通過指定孔隙的分布范圍可限制孔隙與基體表面是否接觸，也可控制孔隙間距實現(xiàn)不同的材料模型。說明提醒插件需要注冊，注冊后可永久使用，版本更新不影響注冊狀態(tài)，注冊請聯(lián)系QQ：1135122921。對插件如有其它需求及改進建議歡迎提出。

插件介紹CAD隨機孔隙3D插件可用于在AutoCAD內(nèi)生成指定孔隙率的三維長方體幾何實體，形成多孔結(jié)構(gòu)。插件生成的CAD文件可導(dǎo)入Abaqus、Comsol、ANSYS Workbench、LS DYNA等有限元軟件內(nèi)進行模擬分析計算。插件可指定帶有微觀隨機孔隙基體材料的尺寸，可設(shè)置不同的孔隙尺寸及孔隙率的大小。

CAD模型樣圖可下載查看，模型支持導(dǎo)入ABAQUS、ANSYS、COMSOL、LS-DYNA等軟件進行有限元模擬： CAD隨機球體專業(yè)版樣圖.zip說明提醒 插件需要注冊，注冊完成可永久使用，售價為單機許可的價格，購買后請聯(lián)系QQ：1135122921或微信：AbyssFish_LJR獲取許可證。

建模過程首先采用CAD Voronoi 生成插件 V2版本在AutoCAD內(nèi)進行幾何模型的構(gòu)建，并另存為dxf文件導(dǎo)入到comsol軟件內(nèi)。注意導(dǎo)入后需要做一步差集操作以生成Voronoi孔隙形成骨架。進入comsol建立模型，指定材料、邊界、網(wǎng)格等，進行力學(xué)分析研究。

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。

</h1><p>軟件生成的模型以黑色部分作為孔隙，白色部分作為孔隙間的夾雜顆粒，如您的模型與軟件默認(rèn)設(shè)置不一致，也可根據(jù)需求對模型進行后續(xù)處理，以下均以軟件默認(rèn)設(shè)置做介紹。

本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立包含骨料、界面過渡區(qū)、纖維、孔隙在內(nèi)的多相材料二維纖維混凝土細(xì)觀模型。 采用CAD纖維混凝土2D插件在AutoCAD內(nèi)建立二維纖維混凝土模型，纖維混凝土模型的不同組分已分圖層進行繪制，需要對不同圖層內(nèi)容分別另存為dxf文件。

梯度孔隙3D模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建模，AutoCAD參數(shù)化建模完成后將多孔結(jié)構(gòu)梯度模型導(dǎo)出為sat格式文件。 在ANSYS Workbench內(nèi)選擇與研究相適應(yīng)的分析系統(tǒng)，并在幾何結(jié)構(gòu)下導(dǎo)入梯度孔隙幾何模型。

網(wǎng)格劃分等后續(xù)操作：本教程用到的CAD文件下載：AbyssFish.rar隨機孔隙建模軟件：隨機微觀孔隙2D軟件

在CAD內(nèi)采用隨機投放算法與堆積算法建立單一粒徑的立方體試件模型如下： （完結(jié)）

樣圖實例 可下載插件生成的模型樣圖，并進行其他軟件的導(dǎo)入測試及模擬。（CAD2018文件） Voronoi V2.3 三區(qū)域樣圖.rar

代碼1.全局均勻施加孔隙效果圖代碼2.全局隨機施加孔隙效果圖代碼3.設(shè)置SET集合，在SET集合中抽取孔隙，例如細(xì)觀織物基體中施加孔隙，或者在纖維束中施加孔隙三種代碼如下

在進行邊界提取時，提取維度選擇二維，邊界附著選擇黑色（即附著在骨料上），邊界顏色可設(shè)置為白色，方便下一步的CAD導(dǎo)入，本案例通過二次加厚處理兩次，將過渡區(qū)厚度設(shè)置為三個像素寬度。 采用CAD圖像導(dǎo)入插件分別導(dǎo)入邊界提取前后的圖片，形成ITZ外邊界及骨料邊界的CAD線條圖。

源碼類混凝土隨機骨料模型（Python源碼） https://www.yqgqt.org.cn/post/1193620三維隨機骨料模型（MATLAB源碼） https://www.yqgqt.org.cn/post/1193922 ABAQUS插件ABAQUS混凝土隨機圓形骨料生成插件 https://www.yqgqt.org.cn

多孔結(jié)構(gòu)模型采用單連通周期邊界多孔結(jié)構(gòu)2D軟件參數(shù)化生成，模型為png格式的圖片文件。 采用CAD圖像導(dǎo)入插件將多孔結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入到AutoCAD內(nèi)轉(zhuǎn)換為CAD文件。 將CAD文件進行面域生成預(yù)處理后導(dǎo)出為iges格式文件，并導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)建立部件。

Infosys團隊使用了一個老年骨質(zhì)疏松患者椎骨的50張計算機斷層掃描（CT）圖像，這些CT掃描圖像用于生成患者特定的3D CAD模型，該模型包含患者椎骨孔隙的確切形狀和大小。在使用CAD模型進一步用FEA進行斷裂風(fēng)險分析之前，將CAD模型校準(zhǔn)到實際尺寸大小。

孔隙結(jié)構(gòu)在comsol內(nèi)生成球體或立方體結(jié)構(gòu)的多孔材料結(jié)構(gòu)：comsol泡沫結(jié)構(gòu)，泡沫球體顆粒占比80%： 建模方法采用陣列式隨機分布，生成符合規(guī)定比例的隨機孔洞。模型采用CAD隨機孔隙3D插件生成，然后將多孔結(jié)構(gòu)3D模型導(dǎo)入到comsol軟件內(nèi)。

泡沫金屬的建模可通過CAD球體密堆積3D插件V2.0版本實現(xiàn)，其中為確保生成模型中孔隙的連通性，球體間的最小間距參數(shù)應(yīng)設(shè)定為負(fù)值。截取模型的內(nèi)部區(qū)域作為泡沫金屬模型。 在AutoCAD中將模型導(dǎo)出為SAT文件格式后，可導(dǎo)入COMSOL軟件中，以建立具有連通孔隙結(jié)構(gòu)的泡沫金屬部件。