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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)后運行，插件會自動在CAD內(nèi)完成Voronoi圖形的繪制。

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(gòu)建晶體的晶粒組織，幾何模型采用CAD Voronoi插件進行參數(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。

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。

COMSOL中梯度Voronoi晶粒結(jié)構(gòu)建模，可精準(zhǔn)研究非均勻晶粒對力學(xué)、熱傳導(dǎo)及失效的多物理場影響，為高性能梯度材料設(shè)計提供理論依據(jù)，助力航空航天與電子領(lǐng)域應(yīng)用，推動微觀-宏觀性能關(guān)聯(lián)研究。本案例介紹在COMSOL內(nèi)建立大小尺寸梯度分布的晶粒結(jié)構(gòu)模型。

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，如進行金屬晶體結(jié)構(gòu)建模及斷裂的模擬等。 晶體結(jié)構(gòu)模型可采用CAD Voronoi插件進行建模后導(dǎo)入Workbench內(nèi)，首先采用插件在AutoCAD內(nèi)建立模型的二維草圖。

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。

生成的CAD模型可直接在CAD內(nèi)或其他三維建模軟件內(nèi)進行渲染出圖。 CAD Voronoi3D也可導(dǎo)入其他有限元軟件如Comsol、Ansys、Abaqus內(nèi)進行三維Voronoi模型的構(gòu)建，利用3D泰森多邊形進行有限元分析模擬。

泰森多邊形模型通過CAD Voronoi V2.1插件建立，設(shè)置模型參數(shù)后運行插件即可在AutoCAD內(nèi)自動完成Voronoi的建模。 為了展示兩種不同形態(tài)的晶粒結(jié)構(gòu)，在CAD內(nèi)將圖紙進行預(yù)處理，并刪除與建模無關(guān)的圖層內(nèi)容。

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)。

計算機圖形學(xué)：生成自然紋理（如蜻蜓翅膀紋理）、地形建模。 路徑規(guī)劃：構(gòu)建避障最短路徑。 生物學(xué)與材料科學(xué)：模擬細(xì)胞結(jié)構(gòu)、晶體生長。 無線通信：基站信號覆蓋優(yōu)化。

在工程和科學(xué)研究中，Voronoi骨架結(jié)構(gòu)幾何模型經(jīng)常被用來模擬多孔材料，也被廣泛應(yīng)用于各種仿真軟件中，以研究材料力學(xué)性能、熱傳導(dǎo)、流體滲透等問題。 ANSYS Workbench內(nèi)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(dǎo)入到Workbench內(nèi)。

導(dǎo)入COMSOL 在CAD內(nèi)將Voronoi骨架模型導(dǎo)出為.iges格式，并導(dǎo)入到COMSOL有限元軟件內(nèi)。 模型賦值簡單的均質(zhì)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(yīng)力計算結(jié)果如圖。 CAD Voronoi3D下載 建模采用了CAD Voronoi3D插件，可用于生成更為復(fù)雜的幾何模型。

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。

<p><strong>功能說明</strong></p><p>插件可在AutoCAD軟件內(nèi)生成指定梯度分布的Voronoi圖形，用于功能梯度材料、變晶粒Voronoi圖，加權(quán)泰森多邊形等方面的幾何建模。

柱狀晶體模型采用CAD Voronoi V2.1插件建模，首先建立二維Voronoi模型，并在CAD內(nèi)通過拉伸命令形成三維柱狀晶體。 等軸晶模型采用CAD Voronoi 3D插件直接生成。

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(qū)塊尺寸的功能。在CAD中生成相應(yīng)圖形的面域，并將生成的孔隙導(dǎo)出為.sat文件備用。打開ANSYS Workbench，導(dǎo)入事先生成的.sat文件，并進行添加矩形，刪掉導(dǎo)入的卵石形實現(xiàn)二維多孔模型的構(gòu)建：進行網(wǎng)格劃分等操作：

這里的研究選擇瞬態(tài)，施加一致的面荷載指定單軸壓縮，最終的結(jié)果如下：幾何建模插件模型的建立需要用到的插件CAD_Voronoi V2技術(shù)支持技術(shù)鄰淵魚

隨機微穿孔板可采用CAD Voronoi插件構(gòu)建，三維模型構(gòu)建如下。 CAD Voronoi插件采用參數(shù)化建模方式，根據(jù)設(shè)定參數(shù)隨機生成模型草圖，如對草圖生成不滿意可重新生成一份，或在原圖基礎(chǔ)上進行手動微調(diào)。

</em></p><p><em>&nbsp;經(jīng)過上面MATLAB部分的編程，僅僅只是得到了關(guān)于三維Voronoi圖的全部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息。為此必須得在ABAQUS生成的INP文件里的part部分編寫與晶粒數(shù)相同多的set集合，每一個set集合就作為一個晶粒。接著，在txt文本里找到該晶粒包含的所有單元編號寫入與之對應(yīng)的set集合中完成整個建模。

插件介紹 CAD泰森多邊形框架3D插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)生成三維Voronoi框架結(jié)構(gòu)實體模型，適用于多孔Voronoi科研論文渲染繪圖、Voronoi框架有限元建模、Voronoi空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面的應(yīng)用。 使用說明 插件可設(shè)置生成的幾何尺寸、晶格尺寸及邊框直徑等信息。 插件可同時生成實體框架及線條框架兩種模型。