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插件可對任意形狀的二維或三維部件、任意特征（實體或殼）、任意單元形狀進(jìn)行指派Voronoi晶格，可設(shè)置晶格數(shù)量等參數(shù)。可用于Abaqus晶體塑性有限元、非均質(zhì)晶格、多晶體、三維Voronoi等模型構(gòu)建及研究。

近十年來，金屬晶格結(jié)構(gòu)與增材制造技術(shù)的結(jié)合受到越來越多的關(guān)注。為了確保增材制造技術(shù)制備的金屬晶格結(jié)構(gòu)在各個行業(yè)的可靠性，對其建模、優(yōu)化、材料、工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)以及性能之間的關(guān)系仍需要進(jìn)一步的理解。 *感謝論文作者團(tuán)隊對本文的大力支持。

在ANSYS Workbench內(nèi)建立包含晶格及晶格邊界在內(nèi)的晶體結(jié)構(gòu)模型，可用于模擬多種物理現(xiàn)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(zhì)，以及它們?nèi)绾斡绊懞暧^性能，如進(jìn)行金屬晶體結(jié)構(gòu)建模及斷裂的模擬等。

首先我們從一個簡單的FCC晶格材料的例子入手，講解如何進(jìn)行有限元模型的創(chuàng)建，從完全新手的角度出發(fā)，一步步講解如何建模，賦予材料和處理仿真結(jié)果。

CAD Voronoi3D CAD Voronoi 3D參數(shù)化建模插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)生成三維Voronoi模型。插件在長方體、圓柱體、球體、圓錐體、圓環(huán)體不同的幾何模型構(gòu)建泰森多邊形晶格，且可指定晶格的尺寸及有無晶格邊界層，同時插件提供了“隨機(jī)”及“均布”兩種控制點(diǎn)分布模式。

如建立的晶格及晶界模型，研究沿晶斷裂現(xiàn)象。 三維Voronoi晶體結(jié)構(gòu)模型可采用CAD Voronoi 3D插件建模后導(dǎo)入Workbench內(nèi)，首先采用插件在AutoCAD內(nèi)建立泰森多邊形三維模型。

用戶群 隱式建模 告別傳統(tǒng)晶格建模帶來的軟件卡頓與性能瓶頸，我們正式引入基于 數(shù)學(xué)函數(shù)定義的隱式場技術(shù)。該模塊實現(xiàn)了幾何表達(dá)的跨代飛躍：即便生成 數(shù)萬個微細(xì)晶格結(jié)構(gòu)，頁面依然能保持 毫秒級的實時響應(yīng)與絲滑操作。通過其天然的連續(xù)性特征，為后續(xù)的隱式模型CAE求解與結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化提供底層支撐。

我們來計算三維體材料ZnO在常壓下和19Gpa靜水壓下的聲子譜，每一個聲子譜計算對他進(jìn)行k點(diǎn)的測試，最后我們將聲子譜對不同原子進(jìn)行投影，進(jìn)一步分析他的晶格振動情況。分別對常壓下和19Gpa壓強(qiáng)下的ZnO進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。a) 建模：正巧在進(jìn)行試算的時候重裝了系統(tǒng)，一時半會沒有MS用，所以建模則在北鯤云的windows工作站節(jié)點(diǎn)下運(yùn)行。

使用此方法的流程如下：a)在nTop中，為CAD模型中的指定零件生成晶格結(jié)構(gòu)。b)在scSTREAM中，先基于CAD模型進(jìn)行CFD網(wǎng)格劃分。c)nTop中選擇“導(dǎo)出隱式”，并輸出隱式文件。d)最后，使用nTop scSTREAM接口將隱式文件與零件相關(guān)聯(lián)，并將指定零件內(nèi)的CFD網(wǎng)格元素轉(zhuǎn)換為晶格結(jié)構(gòu)。

插件可建立包含晶界的模型，在Abaqus內(nèi)將晶格及晶界分別賦值不同材料。 也可建立無晶界模型，對不同晶格分別指派材料。 可將Voronoi晶體部件進(jìn)行裝配。 及完成網(wǎng)格劃分等操作。

COMSOL晶體建模可采用CAD Voronoi 3D插件進(jìn)行，插件下載鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/post/1915603

圖5-1相鄰主體表面上的一維晶格網(wǎng)格和2D網(wǎng)格圖5-21D 桿單元將晶格網(wǎng)格上的節(jié)點(diǎn)連接到相鄰主體上的2D網(wǎng)格中的節(jié)點(diǎn)07螺栓連接使用“螺栓連接”命令對以下類型的有限元螺栓連接進(jìn)行建模：用螺母固定到位的螺栓。螺紋（螺紋）孔中的螺栓。螺栓型連接，僅由兩個配接體之間的連接平面上的蜘蛛單元表示。

湖南大學(xué)的Qihong Fang等人將原子模擬、離散位錯動力學(xué)和晶體塑性有限元方法結(jié)合起來，建立了一個新的框架，研究MPEAs的應(yīng)變硬化行為，實現(xiàn)了包括納米尺度晶格畸變和微尺度位錯硬化在內(nèi)的復(fù)雜跨尺度因素對塑性變形的影響，作者結(jié)合MD、DDD、CPFE模擬方法和隨機(jī)場理論(圖1)，提出了一種可捕捉MPEAs中嚴(yán)重晶格畸變的分層多尺度方法來建模MPEAs，該方法連接了三個長度尺度(納米尺度、微觀尺度和中尺度

恰恰相反，作者采用了一個相對簡潔的 non-hardening 假設(shè)，認(rèn)為材料宏觀上表現(xiàn)出來的許多“硬化感”，很大程度上其實來自取向變化和孿晶導(dǎo)致的晶格重排，而不只是每個滑移系的阻力不斷增加。這個判斷非常重要，因為它提醒我們：在 HCP 鎂合金里，單純盯著“硬化參數(shù)”往往是不夠的，織構(gòu)和重取向本身就是塑性響應(yīng)的重要組成部分。

；調(diào)控激發(fā)光相位差可移動 SPP 駐波，實現(xiàn)斯格明子晶格形態(tài)與位置的動態(tài)控制，本文以此開展仿真復(fù)現(xiàn)與驗證。

晶格結(jié)構(gòu)的使用被證明是增強(qiáng)傳熱從而提高熱交換器效率的一種可能方法。由于體積相對較小、重量輕且熱效率高，這些基于增材制造的換熱器已在航空航天、電子設(shè)備等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

在COMSOL中對兩種斷裂形式進(jìn)行模擬，模型采用Voronoi泰森多邊形構(gòu)建晶體的晶粒組織，幾何模型采用CAD Voronoi插件進(jìn)行參數(shù)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(jié)構(gòu)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(shù)，以實現(xiàn)開裂模式上的差異。

在ANSYS Workbench內(nèi)基于Voronoi算法建立泰森多邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)板模型可采用CAD Voronoi插件建模后將模型導(dǎo)入。 在插件內(nèi)設(shè)置好模型參數(shù)后運(yùn)行，插件會自動在CAD內(nèi)完成Voronoi圖形的繪制。

1、AF_Voronoi V2.0版本 可隨機(jī)生成彩色Voronoi晶格圖片或?qū)ΜF(xiàn)有的圖片進(jìn)行晶格化處理。