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ABAQUS粗糙表面模型生成插件

插件繪圖前會繪制草圖模型進行預覽，草圖模型建立速度較快，用戶自行決定是否進行CAD構建相應的模型，可大幅度節省建模時間。 下面以100×100×1的試件，展現各個粗糙度控制參數的影響，模型僅以草圖形式展示。

與其詳細討論如何計算這些統計數據，不如集中討論如何通過將高度變化定義為具有隨機高度和相位的不同正弦波的總和，來建立一個近似于粗糙表面的域模型，具體可以參考文章"如何在 COMSOL 中生成隨機表面" 中的介紹。一個隨機變化的粗糙表面在隨機方向上反射和透射光線。計算模型必須對粗糙曲線進行統計意義上的子集采樣。 計算域現在必須非常寬，比波長大很多倍。

本案例介紹在ABAQUS內建立三維隨機粗糙度表面或地形圖模型，并通過隨機粗糙度表面進行簡單的動力學模擬。 首先采用CAD隨機粗糙度表面插件建立三維隨機粗糙度實體幾何模型，并將模型導出為iges格式文件。

操作者使用時只要以指甲在一組中的每一片表面都橫刮而過，尋找與被比較工件最接近的即可。有人會將這些模型組作為查詢表，但是值得注意的是，這并非材質標準。 粗糙度測量機可以實現的功能不同，評價的方法不同，成本也各有高低。選型之前可以到專業的生產廠商進行咨詢，根據所需選擇最適合的機型。

本文基于Abaqus分析了粗糙表面的微動磨損行為。 進行粗糙表面的微動磨損分析，首先需要建立粗糙表面的幾何模型。試驗表明分形理論可以有效表征粗糙面的幾何特征。二維表面的輪廓由W-M分形函數確定 通過python結合式(1)可以得到模型輪廓如下。

然而，Guduru的結果導致拔出力與粗糙度正相關的悖論，無法解釋那些表面粗糙度減弱吸附的實驗現象。 圖1Guduru問題：(a)三維視圖、(b)二維視圖和(c)典型粗糙度下的完整載荷–位移曲線 針對上述問題，研究團隊通過建立粗糙表面變形與相互作用的自洽方程，發展了完全自洽模型(FSCM)。

K-相關散射模型的參數輸入K-相關散射模型可以被6個參數所定義：R = 表面透射/反射率dn = 表面邊緣折射率的變化σ = 整體等效RMS表面粗糙度(μm)λ = “測量”波長(μm)B = 2πL，其中 L = 常規表面波長(mm)s = 高空間頻率中 BSDF 的 log-log 斜率等效 RMS 表面粗糙度是在0到1/ λ的空間頻率范圍內計算的

參數化表面模型采用CAD隨機粗糙度表面插件建立，插件可設置不同的表面起伏形態，以匹配相應的地形或研究不同表面參數下的流動特性。 在CAD內將模型截取表面部分，以sat格式導入到COMSOL內，完成三維隨機參數化表面幾何模型的建立。

K-相關散射模型的參數輸入K-相關散射模型可以被6個參數所定義：R = 表面透射/反射率dn = 表面邊緣折射率的變化σ = 整體等效RMS表面粗糙度(μm)λ = “測量”波長(μm)B = 2πL，其中 L = 常規表面波長(mm)s = 高空間頻率中 BSDF 的 log-log 斜率等效 RMS 表面粗糙度是在0到1/ λ的空間頻率范圍內計算的

圖3 仿真模型:(a)彈性短軌枕軌道;(b)有砟軌道 結論 本文采用測試和仿真相結合的方法研究鋼軌粗糙度對車內噪聲的影響。建立并驗證了輪軌噪聲預測模型以及內部噪聲與鋼軌粗糙度之間的關系。當輪軌噪聲在整個地鐵噪聲中占主導地位時，車內噪聲計算方法是可靠的。此外，輪軌噪聲預測模型的動態特征與實測結果吻合良好。

建模任務當設計光學元件或組件時，由于制造工藝引入的偏差，最終元件的功能和理想模型并不一樣。為了在本示例中模擬此效果，我們使用隨機函數來創建粗糙曲面。此外，還研究了由表面不平度引起的散射效應。任務描述粗糙表面表面后的光場

建模任務 當設計光學元件或組件時，由于制造工藝引入的偏差，最終元件的功能和理想模型并不一樣。為了在本示例中模擬此效果，我們使用隨機函數來創建粗糙曲面。此外，還研究了由表面不平度引起的散射效應。任務描述 粗糙表面 表面后的光場

建模任務 當設計光學元件或組件時，由于制造工藝引入的偏差，最終元件的功能和理想模型并不一樣。為了在本示例中模擬此效果，我們使用隨機函數來創建粗糙曲面。此外，還研究了由表面不平度引起的散射效應。任務描述 粗糙表面表面后的光場

（2）SuperViewW1白光干涉儀是一款用于對各種精密器件及材料表面進行亞納米級非接觸式測量的光學檢測儀器。它是以白光干涉技術為原理，對器件表面進行非接觸式掃描并建立表面3D圖像，通過系統軟件對器件表面3D圖像進行數據處理與分析，獲取反映器件表面質量的2D、3D參數，從而實現器件表面形貌3D測量的光學檢測儀器。

通過打印機噴嘴的PLA會留下粗糙表面。剛開封進行使用的新的線材大多是真空包裝的并帶有干燥劑，所以使用新線材能夠規避吸水性的影響。但是，使用超過幾周的線才應存放在干燥的地方或在打印前干燥，最大程度避免吸水性的影響。●從設計軟件導出3D模型的方式也會對最終打印件的表面質量產生影響。弦高是 STL 文件與源模型的最大允許偏差。弦高越低，意味著模型將具有較高的多邊形數，從而減少曲面上看到的多面角。

四、模擬過程關鍵步驟與參數設置（一）模型建立與準備在 ANSYS Workbench 中建立圓柱模型，我們可以使用 DesignModeler 模塊。首先，確定圓柱體的半徑、高度和厚度等尺寸參數。然后，通過數學公式或軟件自帶的功能來設置螺旋線軌跡。對于螺旋線的設置，需要確定旋轉的圈數、螺距等參數。確定好螺旋線后，將高斯熱源的位置放置在螺旋線的起始點或特定位置。

1.選取齒輪的多層表面，并單擊 [Create Surface Mesh]。單擊 [Generate]。在快顯對話框中，選取 [Pure triangle]，然后單擊 [Generate] 來建立表面網格。建立表面網格后，系統會跳出網格質量表格。檢查網格質量，單擊 [OK] 以關閉此表格。

2 模型建立一個采礦邊坡由三層材料組成，如下圖所示。第一層是石灰巖，第二層是礦石，第三層是砂巖。(1) 為了建立三維模型，首先輸入邊坡的表面，這個表面是stl文件，Geometry>Import/Export>Import Geometry...