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2.4.2 泡沫結(jié)構(gòu)模塊該模塊用于基于幾何晶體模型創(chuàng)建泡沫結(jié)構(gòu)，當(dāng)晶體模型不包含實體晶界式，生成殼泡沫結(jié)構(gòu)，當(dāng)晶體模型報價實體晶界時，生成實體泡沫結(jié)構(gòu)。

插件介紹 CAD三維模型Voronoi劃分插件可對AutoCAD中自建的任意三維實體模型進行Voronoi劃分。

CAD Voronoi 3D插件可指定不同的試件形狀及試件尺寸，指定形狀內(nèi)生成三維泰森多邊形實體晶格。 模型可包括晶格及晶格之間的晶界，同時可控制晶格邊界的厚度及有無，用于構(gòu)建不同的Voronoi三維模型。 晶格邊界及泰森多邊形晶格分圖層繪制，可方便批量管理。 生成的區(qū)塊為單獨的部件，方便進行手動修改。

若Gap值設(shè)置為0，代表晶體無實體晶界；若Gap值設(shè)置大于0，則會在所有晶體間生成指定厚度的實體晶界，厚度值為Gap值，如圖所示： 圖6.2 晶體實體晶界厚度示意圖 7.

本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立任意形狀的三維Voronoi晶體結(jié)構(gòu)實體模型。 三維模型需要在AutoCAD內(nèi)建立，并通過CAD三維模型Voronoi劃分插件進行晶格劃分。

在插件內(nèi)設(shè)置模型參數(shù)后運行即可在AutoCAD內(nèi)建Voronoi骨架結(jié)構(gòu)3D模型。 在CAD內(nèi)將Voronoi網(wǎng)格骨架實體模型導(dǎo)出為IGES格式文件，即可導(dǎo)入到ANSYS內(nèi)，導(dǎo)入后可添加其他部件及對Voronoi模型進行網(wǎng)格劃分 。

前言 二維實體Voronoi模型，如圖1所示，其實為帶有一定厚度的三維模型。圖2為二維實體Voronoi模型局部放大示意圖，圖3為二維殼體Voronoi模型局部放大示意圖。對比圖2與圖3，便可明白二者的區(qū)別。

本案例介紹在ANSYS Workbench內(nèi)建立任意三維部件的Voronoi晶體結(jié)構(gòu)3D模型。 首先需要在AutoCAD內(nèi)手動建立需要的三維模型部件，然后通過CAD三維模型Voronoi劃分插件設(shè)置晶粒參數(shù)，對模型進行Voronoi三維分區(qū)。

本案例闡述了針對任意形狀三維部件實施Voronoi晶格結(jié)構(gòu)劃分并導(dǎo)入ABAQUS的完整流程。 三維模型需在AutoCAD中構(gòu)建，并借助CAD三維模型Voronoi劃分插件完成晶格劃分。

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。 在CAD內(nèi)選擇輸出-其他格式將模型導(dǎo)出為iges格式文件。

幾何生成 采用CAD Voronoi3D插件在AutoCAD內(nèi)直接生成三維Voronoi，其計算參數(shù)如下： 模型生成后刪除晶格部件，并對晶粒進行一步平滑處理： 新建外部圓柱體部件，并與晶粒進行差集操作，形成多孔骨架支撐結(jié)構(gòu)，同時可查看各部分的體積（MASS命令），方便進行孔隙率的計算。這里的晶粒也可用作卵石形狀集料的堆積模型。

1 上一版本完整功能介紹： Voronoi晶體插件-6.0版本[新功能介紹]2 新增功能模塊 7.0版本新增功能模塊包括：柱狀晶體模塊和分層晶體模塊。2.1 二維柱狀晶體模塊 該模塊支持生成二維各項異性晶體模型，生成的晶體為細長形晶體。

插件介紹 AbyssFish Voronoi2D&3D 3D V3.0 插件可對Abaqus內(nèi)已進行網(wǎng)格劃分的部件（Part）生成Voronoi泰森多邊形區(qū)塊。插件可對任意形狀的二維或三維部件、任意特征（實體或殼）、任意單元形狀進行指派Voronoi晶格，可設(shè)置晶格數(shù)量等參數(shù)。

本案例演示在CAD軟件內(nèi)通過Voronoi建立晶體三維模型，并將模型導(dǎo)入到Abaqus CAE內(nèi)，完成晶體材料的有限元建模。 在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD_Voronoi V1.0.1插件建立晶體結(jié)構(gòu)三維模型，并將整個模型導(dǎo)出為.iges格式文件備用。

<h1><strong>插件介紹</strong></h1><p>Voronoi FGM 3D (Mesh) V1.0 - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件內(nèi)生成梯度分布的三維泰森多邊形長方體模型。插件可用于梯度功能材料(Functionally Gradient Materials)、梯度納米金屬材料、梯度金屬結(jié)構(gòu)等梯度晶體模型的建立。

圖(b) 實體模型 圖(c) 網(wǎng)格模型 圖(d) 特殊分布模型(Weighted模型) 圖7.2 泡沫結(jié)構(gòu)模型示例 注：任何可生成三維幾何Voronoi模型的模塊均可用于創(chuàng)建泡沫結(jié)構(gòu)模型。

1 上一版本完整功能介紹：Voronoi晶體插件-6.0版本[新功能介紹]晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V6.02 新增功能模塊 7.0版本新增功能模塊包括：柱狀晶體模塊和分層晶體模塊。

函數(shù)命令，生成帶有拓撲信息且具有指定大小和晶粒數(shù)目的三維Voronoi多晶體示意圖。

模型:</p><p>當(dāng)然，對于二維和三維模型目前還有一些公開的插件和收費的插件可用，公開的插件用于二維voronoi模型建立的有homtool插件，對于三維voronoi模型建立的有應(yīng)用于linux系統(tǒng)上的neper軟件，這需要具備一定的linux基礎(chǔ)，另外需要詳細研究neper的使用。

多晶體模型采用三維Voronoi算法生成，試件尺寸為150×150×300mm棱柱模型，對晶格指定五種不同材料，實現(xiàn)晶格間的差異性。對試件進行力學(xué)模擬，下側(cè)為固定邊界，限制z方向的位移，上表面通過給定位移的方式實現(xiàn)軸壓模擬。 不同晶格的楊氏模量如下圖所示。計算所得的應(yīng)力及位移云圖。