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圖11 裂紋區(qū)域網(wǎng)格控制在ABAQUS的Mesh模塊中，不同顏色的區(qū)域代表不同的網(wǎng)格劃分方式，黃色代表掃略劃分方式，綠色代表結(jié)構(gòu)化的映射劃分方式，粉色代表自由劃分方式。為了保證裂紋區(qū)域的網(wǎng)格正常劃分，還需要通過(guò)Seed Edges工具調(diào)整裂紋區(qū)域的網(wǎng)格數(shù)量，如圖12所示。圖12 裂紋區(qū)域網(wǎng)格布種最終可以得到裂紋區(qū)域的網(wǎng)格如圖13所示。

二、Abaqus 中的 XFEM 擴(kuò)展有限元法（XFEM）是一種用于模擬裂紋擴(kuò)展的數(shù)值方法。與傳統(tǒng)的有限元法相比，XFEM 不需要對(duì)裂紋進(jìn)行重新網(wǎng)格劃分，可以有效地模擬裂紋的任意路徑擴(kuò)展。

模型說(shuō)明 插件在Abaqus內(nèi)建立長(zhǎng)方體模型，采用背景網(wǎng)格的方式，基于CT掃描圖像的灰度差異，將六面體單元?jiǎng)澐旨①x值兩種材料類型，以實(shí)現(xiàn)不同部件的區(qū)分。 模型生成后也可根據(jù)模擬的需要，刪除一個(gè)單元集，僅對(duì)剩余部分進(jìn)行模擬。

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(duì)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。

網(wǎng)格單元?jiǎng)澐郑翰考?em>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數(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?jiǎng)?chuàng)建單元集，并對(duì)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。

，厚度方向網(wǎng)格均設(shè)置為一層網(wǎng)格，通過(guò)調(diào)控長(zhǎng)度方向網(wǎng)格尺寸來(lái)保證不同數(shù)量網(wǎng)格要求，同時(shí)默認(rèn)面內(nèi)網(wǎng)格50x50，厚度方向1層為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果 求解器 為排除不同求解器基本單元之間的差異影響，本文同時(shí)使用Ansys，Abaqus，OptiStruct，Simulation四種求解器進(jìn)行對(duì)比其中Abaqus使用單元類型為C3D10，Ansys使用單元類型為

Fluent多面體網(wǎng)格劃分速度與硬件性能比較（圖源：ANSYS文檔）優(yōu)點(diǎn)2：提高計(jì)算準(zhǔn)確性同時(shí)減少計(jì)算用時(shí)在相同的網(wǎng)格分辨率下，多面體網(wǎng)格的單元數(shù)量更少。根據(jù)幾何復(fù)雜程度，多面體相對(duì)四面體，單元數(shù)量可減少30%以上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算用時(shí)的顯著下降。

它包括網(wǎng)格收斂、時(shí)間積分精度和非線性程序收斂。</p><p><strong>l&nbsp;網(wǎng)格收斂</strong>是指增加模型單元數(shù)量會(huì)使仿真解趨于解析解。對(duì)于線性和非線性問題都適用，AbaqUS 中使用 H 網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格收斂。當(dāng)進(jìn)一步加密網(wǎng)格時(shí)，結(jié)果變化很小或不變時(shí)，可認(rèn)為網(wǎng)格達(dá)到收斂。但也存在一些例外情況，如網(wǎng)格奇異解或材料損傷累積在模型特定區(qū)域的局部問題。

插件生成的模型單元總數(shù)與掃描圖像的總像素數(shù)量保持一致。若掃描分辨率較高，建議在導(dǎo)入前對(duì)圖像進(jìn)行降采樣處理，以避免ABAQUS網(wǎng)格劃分時(shí)因單元規(guī)模超出計(jì)算機(jī)硬件資源限制而導(dǎo)致計(jì)算效率下降或運(yùn)行異常。 插件通過(guò)像素的RGB數(shù)值精確劃分材料屬性，因此在三維重建前需確保圖像中不同材料的像素色彩種類與目標(biāo)材料數(shù)量一致。

優(yōu)缺點(diǎn)分析： 優(yōu)點(diǎn)：能夠適應(yīng)任意復(fù)雜幾何形狀；網(wǎng)格生成相對(duì)容易；修正的二次單元能夠處理接觸和大變形問題。 缺點(diǎn)：線性單元精度較差；二次單元計(jì)算成本高；非修正的二次單元不適用于接觸分析和大變形場(chǎng)景；同等數(shù)量單元下，四面體單元的應(yīng)力結(jié)果通常不如六面體單元精確。

?Moldex3D shell 網(wǎng)格檔（*.msh） ?ABAQUS 網(wǎng)格檔（*.inp） ?ANSYS 網(wǎng)格檔（*.ans;*.cdb） ?NASTRAN 網(wǎng)格檔（*.bdf;*.dat;*.nas） 對(duì)于 solid 元素，Moldex3D 支持使用者定義的網(wǎng)格的各種文件格式，如： ?Moldex3D Solid 網(wǎng)格檔（*.mfe） ?ABAQUS 網(wǎng)格檔（

?進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 ?建立作業(yè)并提交分析。 ?可視化查看結(jié)果。適用版本插件可運(yùn)行在WindowsXP、7、8、10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus6.14、Abaqus2017~2023及以上版本。說(shuō)明提醒插件需要注冊(cè)，注冊(cè)完成后注冊(cè)的計(jì)算機(jī)永久可用，售價(jià)為單機(jī)許可的價(jià)格，購(gòu)買后請(qǐng)聯(lián)系QQ：1135122921獲取許可證。

【幾何對(duì)象和網(wǎng)格對(duì)象】前處理二次開發(fā)中絕大多數(shù)的命令都可以通過(guò)錄制獲得，這樣我們能很容易的完成主體程序。但在建模過(guò)程中的人工選擇交互所生成的區(qū)域選擇代碼，如果直接使用，極易出現(xiàn)錯(cuò)誤。通常我們會(huì)根據(jù)所選對(duì)象的位置信息，或?qū)ο箝g的拓?fù)潢P(guān)系來(lái)定義這些區(qū)域。通過(guò)這部分講解，讓大家了解幾何與網(wǎng)格對(duì)象、它們之間的關(guān)聯(lián)，常用的區(qū)域定位函數(shù)、以及對(duì)象和對(duì)象集的區(qū)別。

二維平面網(wǎng)格創(chuàng)建二維平面網(wǎng)格的生成是整個(gè)建模過(guò)程的第一步。這一步的目標(biāo)是在層合板的中面上建立規(guī)則的四邊形網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格劃分采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的方式，通過(guò)指定網(wǎng)格密度參數(shù)來(lái)控制單元數(shù)量。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)： 首先在板的一條邊界上按照均勻間距生成一列節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)由板的寬度和網(wǎng)格密度決定。 然后通過(guò)坐標(biāo)平移的方式，沿著板的長(zhǎng)度方向復(fù)制這列節(jié)點(diǎn)，生成整個(gè)平面上的節(jié)點(diǎn)矩陣。

表3.3 副車架各部件的厚度 至此，Hypermesh中對(duì)副車架的預(yù)處理完畢，接下來(lái)要?jiǎng)?chuàng)建Hypermesh與ABAQUS的接口，即使Hypermesh的分析數(shù)據(jù)導(dǎo)入ABAQUS繼續(xù)分析處理。Hypermesh中導(dǎo)出文件選用Solver Deck輸出.inp文件。

對(duì)偶網(wǎng)格中四面體數(shù)量的估計(jì)將是原始網(wǎng)格中單元中心數(shù)量的 6-7 倍。因此，雙網(wǎng)格存儲(chǔ)可以相當(dāng)大。 圖 2. 邊界附近有邊緣的以細(xì)胞為中心的雙網(wǎng)格供體。 雙電網(wǎng)能力評(píng)估案例 在 RavenCFD 中選擇了兩種幾何形狀進(jìn)行模擬，以評(píng)估 Suggar++ 中的雙網(wǎng)格能力。第一個(gè)是高超音速 HIFiRE-1 圓錐/圓柱/耀斑幾何形狀，第二個(gè)是 NASA 通用研究導(dǎo)彈。

網(wǎng)格的密度也做參數(shù)化，可以調(diào)節(jié)網(wǎng)格數(shù)量和分布。仿真效果我們把模型導(dǎo)入到ABAQUS中，簡(jiǎn)單仿真一些工況?？梢钥吹讲牧戏较蛸x予正確，嵌入式約束可以完成耦合。作為一個(gè)網(wǎng)格生成器來(lái)說(shuō)基本功能是都有了。 封裝最后我們把軟件做了加密和封裝，方便你我他。

有限元模型介紹復(fù)合材料板模型如下：模型采用實(shí)體單元C3D8R劃分，網(wǎng)格半徑為0.75mm，網(wǎng)格數(shù)量為：144907。復(fù)合材料板分為板材和V型芯，建模流程如下：1）創(chuàng)建板材part使用shape功能創(chuàng)建矩形平面，隨后通過(guò)Extrude功能拉伸形成矩形體，網(wǎng)格半徑0.75mm，網(wǎng)格數(shù)量：34860。

考慮到原始CT圖像可能具有較高的分辨率，直接使用這些高分辨率圖像創(chuàng)建體素模型可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)格單元數(shù)量過(guò)多，從而影響仿真效率。因此，插件提供了調(diào)整圖像分辨率的選項(xiàng)Resolution ratio，以便簡(jiǎn)化模型結(jié)構(gòu)。然而，降低分辨率可能導(dǎo)致細(xì)節(jié)信息丟失，用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求謹(jǐn)慎選擇合適的分辨率比例。