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) 、泡沫結構模塊(Foam Structure )以及周期性網格模塊(Periodic Mesh). 5.0版本介紹: 晶體塑性有限元 Abaqus 三維泰森多邊形（voronoi模型）插件 V5.0 1.

它的核心使命是通過數學算法，快速生成具有特定幾何特性的合成多晶微觀結構。該工具不僅支持傳統的 Voronoi 鑲嵌，更引入了功能強大的 Laguerre 鑲嵌（權重 Voronoi）算法。這意味著你不再受限于勻稱的晶粒，而是可以生成具有特定體積分布、更接近真實金屬組織的復雜模型。

其他可間接生成的模型 7.1 線框模型 生成的Voronoi模型經過處理后可生成如下圖所示的線框模型，可用于梁/桿單元有限元分析： 圖7.1 線框模型示例 7.2 泡沫結構模型 插件生成的Voronoi模型經過處理后可得到泡沫結構模型，可用于泡沫結構的力學性能有限元分析，可生成的泡沫結構模型的類型如下： 圖(a) 殼模型

多晶材料幾何模型模型構建采用的CAD Voronoi V2.3版本，可分圖層對晶格進行繪制，分別導入有限元軟件后實現三種晶體取向的差異性。 將構建好的Voronoi多晶體幾何模型文件導入到COMSOL內，構建好晶體結構模型后，進行材料賦值操作，這里采用了三種不同的晶格材料＋一種晶格邊界。

采用了兩個多晶模型進行一致性的驗證，第一個模型是125個網格的單位長度代表體積單元，每25個網格設置1個取向。第二個模型是采用Voronoi方法獲得的15個不同取向晶粒的多晶模型。（1）15個不同取向晶粒的多晶模型15個不同取向晶粒的多晶模型，采用狗骨單軸拉伸試件進行數值試驗，有限元模型如下圖所示。開展單軸拉伸，UMAT采用隱式分析，VUMAT采用顯式分析。

圖2 Cu單晶沿[541]和[163]取向拉伸變形過程中真應力和孿晶體積分數隨應變演化的模擬與實驗結果圖3 Cu單晶沿[541]取向拉伸變形過程中各滑移系和孿生系的激活演化結果 為了反映多晶中晶粒的組織形貌及取向特征，基于Voronoi的特征微元重構多晶微結構，如圖4所示。該幾何模型由開源軟件Neper建立，約包含100個等軸晶粒。

，基于原始的唯象晶體塑性模型進行修改，將初始屈服，硬化模量，飽和強度，以及率相關系數構造為晶粒尺寸的函數，實現建立具有尺寸效應的多晶本構模型，這對目前金屬梯度結構介觀尺度下力學性能的表征具有一定的啟發性文獻一的研究使用Voronoi鑲嵌方法構建梯度納米晶結構，使用的本構模型如下：流動方程：硬化方程為：通過假設：單晶水平上的所有抗滑移參數與局部晶粒尺寸D的平方根成反比

其他可間接生成的模型 7.1 線框模型 生成的Voronoi模型經過處理后可生成如下圖所示的線框模型，可用于梁/桿單元有限元分析： 圖7.1 線框模型示例 7.2 泡沫結構模型 插件生成的Voronoi模型經過處理后可得到泡沫結構模型，可用于泡沫結構的力學性能有限元分析，可生成的泡沫結構模型的類型如下： 圖(a) 殼模型

模型應用 本插件實現的任意多組晶格的分圖層繪制，導入有限元軟件后可應用于多晶體模型的建立，控制單一變量定量分析晶體組分對性能的影響。 使用須知 1、插件使用需注冊，售價為單機許可價格； 2、插件兼容Windows系統，運行需要安裝AutoCAD（2010~2025及以上版本均可使用）。

通過ANSYS Workbench進行三維Voronoi晶體結構模型的有限元模擬是對晶體結構分析的有效方式。如建立的晶格及晶界模型，研究沿晶斷裂現象。

將劃分好的晶體結構導出為iges格式文件，并將其導入到COMSOL內，建立裝配體。 對模型中的Voronoi晶粒設置不同的材料屬性。 可劃分網格，并進行晶體結構有限元仿真分析。

本案例介紹在ANSYS Workbench內建立任意三維部件的Voronoi晶體結構3D模型。 首先需要在AutoCAD內手動建立需要的三維模型部件，然后通過CAD三維模型Voronoi劃分插件設置晶粒參數，對模型進行Voronoi三維分區。

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。

圖8 274個晶粒的初始織構(0~180°隨機織構)建立完模型后對第一增量步的晶體取向(初始取向)進行驗證，如圖9所示，說明有限元模型被正確的賦予了這些隨機取向，并驗證了取向計算程序的正確。圖9 建立模型后對第一步晶體取向的驗證塑性變形邊界條件Abaqus構建有限元模型關鍵步驟如圖10所示。

采用三維磚單元建立了箱形尺寸為1000 μm × 1000 μm × 2000 μm的有限元模型，模擬了單晶Al0.1FeCoCrNi MPEA在單軸拉伸作用下的力學響應(圖5a)，為了捕捉多晶Al0.1FeCoCrNi MPEA的力學響應，作者在立體三角形的邊緣和中心選擇了7個單晶方向，如圖5(b)所示。

DAMASK（Düsseldorf Advanced Material Simulation Kit）是面向材料微觀—宏觀耦合的多物理場晶體塑性平臺，既能做頻譜（FFT）網格求解，也能和有限元求解器協同。3.x 版本官方給出三種求解路徑：自帶的 DAMASK_grid（規則網格）、DAMASK_mesh（非結構化網格），以及商業有限元 MSC Marc 接口（FEM）。

基于Voronoi方法，作者在有限元軟件Abaqus中建立了Custom450材料的多晶體二維幾何模型并將本構關系嵌入軟件中，進行拉伸過程的模擬。 圖1所示是微結構模型及其網格劃分，幾何模型尺寸長度為0. 2 mm，寬度為0. 5mm，共包含100個晶粒，大小和形狀隨機，且晶粒取向隨機分布。

可對晶格模型劃分網格及進行后續的有限元模擬。 CAD Voronoi插件 https://www.yqgqt.org.cn/post/1860011