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基于Voronoi圖的方法通過調整生成點的位置和密度，控制多孔結構的孔隙大小和分布，可用于模擬自然界中的多孔介質，如泡沫金屬、骨小梁等。本案例介紹在ABAQUS內建立三維多孔材料。 首先采用CAD Voronoi 3D插件建立圓柱體試件晶粒模型。

用戶界面如下： 圖2.48 泡沫結構模塊兩種泡沫結構生成流程如下：① 殼泡沫結構生成： 圖2.49 殼泡沫結構生成流程② 實體泡沫結構生成： 圖2.50 實體泡沫結構生成流程該模塊可結合不同的三維幾何Voronoi晶體生成模塊，產生不同類型的泡沫結構，具體示例如下： 圖2.51 不同類型的泡沫結構

用戶界面如下：圖2.48 泡沫結構模塊兩種泡沫結構生成流程如下：① 殼泡沫結構生成：圖2.49 殼泡沫結構生成流程② 實體泡沫結構生成：圖2.50 實體泡沫結構生成流程該模塊可結合不同的三維幾何Voronoi晶體生成模塊，產生不同類型的泡沫結構，具體示例如下：圖2.51 不同類型的泡沫結構2.4.3 周期性網格劃分模塊

插件可用于生成Voronoi和泡沫結構模型，包含二維、三維和離散(背景網格)Voronoi模型生成模塊，所有功能模塊介紹如下：1.

在COMSOL中對兩種斷裂形式進行模擬，模型采用Voronoi泰森多邊形構建晶體的晶粒組織，幾何模型采用CAD Voronoi插件進行參數化建模生成。插件采用合理的多邊形約束模式，可使得泰森多邊形晶粒結構生成大小均勻，且可避免存在三角形晶體及角度過小的情況。模型對晶格及邊界分別定義不同的材料參數，以實現開裂模式上的差異。

材料晶體塑性理論與細觀尺度上晶體幾何模型相融合的模擬方法為探究材料在塑性變形過程中的行為機制以及晶體材料優化開辟了新途徑。本案例演示在CAD軟件內通過Voronoi建立晶體三維模型，并將模型導入到Abaqus CAE內，完成晶體材料的有限元建模。

泰森多邊形模型通過CAD Voronoi V2.1插件建立，設置模型參數后運行插件即可在AutoCAD內自動完成Voronoi的建模。 為了展示兩種不同形態的晶粒結構，在CAD內將圖紙進行預處理，并刪除與建模無關的圖層內容。

此外，泡沫材料的高能量吸收能力在車輛碰撞等極端情況下尤為重要。它可以通過吸收和分散沖擊力，有效降低乘客所受的沖擊力，減少受傷風險。因此，準確地對泡沫材料進行建模和仿真分析，對于優化汽車座椅設計、提升車輛整體安全性具有重要意義。

首先通過CAD Voronoi插件建立孔隙的幾何模型，該插件是基于蒙特卡洛隨機生成算法，進行隨機布置控制點，同時具有控制區塊尺寸的功能。在CAD中生成相應圖形的面域，并將生成的孔隙導出為.sat文件備用。打開ANSYS Workbench，導入事先生成的.sat文件，并進行添加矩形，刪掉導入的卵石形實現二維多孔模型的構建：進行網格劃分等操作：

因此，本文利用COMSOL有限元軟件，針對泡沫鋁、鋁合金和碳纖維復合材料三種材料組合而成的三種常見三明治復合結構泡沫鋁進行了三維幾何建模和聲學建模，并對其傳遞損失進行了數值仿真計算。分析了不同材料組合對三明治復合結構泡沫鋁隔聲性能的影響。為實際工程應用中三明治復合結構泡沫鋁的設計和優化提供了一定的理論基礎。

此類模型中的泡沫胞孔由規則化幾何體或不規則幾何體表征，只需要輸入基體材料的力學參數，就可以描述細觀結構的變形行為，主要有kelvin模型，Voronoi模型，CT掃描模型等。本人目前的主要工作即為基于CT的細觀泡沫模型。 如下圖為目前典型金屬泡沫模型，具體內容請查閱相關綜述。

COMSOL中梯度Voronoi晶粒結構建模，可精準研究非均勻晶粒對力學、熱傳導及失效的多物理場影響，為高性能梯度材料設計提供理論依據，助力航空航天與電子領域應用，推動微觀-宏觀性能關聯研究。本案例介紹在COMSOL內建立大小尺寸梯度分布的晶粒結構模型。

在ANSYS Workbench內建立包含晶格及晶格邊界在內的晶體結構模型，可用于模擬多種物理現象及材料行為。晶格模型適用于研究微觀尺度下的材料性質，以及它們如何影響宏觀性能，如進行金屬晶體結構建模及斷裂的模擬等。

在工程和科學研究中，Voronoi骨架結構幾何模型經常被用來模擬多孔材料，也被廣泛應用于各種仿真軟件中，以研究材料力學性能、熱傳導、流體滲透等問題。 ANSYS Workbench內建立三維Voronoi骨架幾何模型可以采用CAD泰森多邊形框架3D插件建模后導入到Workbench內。

計算機圖形學：生成自然紋理（如蜻蜓翅膀紋理）、地形建模。 路徑規劃：構建避障最短路徑。 生物學與材料科學：模擬細胞結構、晶體生長。 無線通信：基站信號覆蓋優化。

導入COMSOL 在CAD內將Voronoi骨架模型導出為.iges格式，并導入到COMSOL有限元軟件內。 模型賦值簡單的均質材料，并通過指定位移的方式進行最基本的單軸受壓計算，應力計算結果如圖。 CAD Voronoi3D下載 建模采用了CAD Voronoi3D插件，可用于生成更為復雜的幾何模型。

、變晶粒、非等晶材料的幾何建模等。

通過ABAQUS三維晶體塑性有限元建模，深入揭示柱狀晶微觀結構（如晶粒尺寸、取向）與力學性能的關聯，為鑄造、焊接工藝優化提供關鍵理論依據，顯著提升材料可靠性與使用壽命。本案例介紹在ABAQUS內建立三維晶體結構有限元模型。

建模過程首先采用CAD Voronoi 生成插件 V2版本在AutoCAD內進行幾何模型的構建，并另存為dxf文件導入到comsol軟件內。注意導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、網格等，進行力學分析研究。

泡沫金屬，亦稱多孔金屬，涵蓋了如泡沫鋁、泡沫鎳及泡沫鈦等多種類型，是一種具備三維連通孔隙結構的先進工程材料。該材料融合了金屬與泡沫材料的特性優勢，形成了獨特的物理和力學性能，因而被廣泛應用于眾多領域。本案例旨在描述如何在COMSOL軟件中構建具有連通孔隙結構特征的三維泡沫金屬模型。