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ABAQUS柱状晶模型基于泰森多边形建模

建立柱状晶几何模型进行有限元分析有助于深入理解材料的微观结构与宏观性能之间的关系,为材料设计、制造工艺优化及失效预测提供了强有力的工具。本案例介绍采用AutoCAD基于泰森多边形算法生成柱状晶三维几何部件,并导入Abaqus有限元软件内建立包含晶粒及晶界在内的柱状晶模型。
ABAQUS柱状晶体

采用CAD Voronoi V2.1插件建立泰森多边形草图,插件内的孔壁厚参数即为需要建立的晶界厚度。
CAD Voronoi V2.1

只保留红色图层内容,对其他图层进行隐藏,并通过面域REGION命令建立面域。
Voronoi晶格

在三维建模中,通过拉伸并设置高度,将面域拉伸为三维实体模型。
CAD 泰森多边形晶体

通过并集,将所有晶粒合并为一个部件,并将整个模型在原位置复制一份。
Voronoi柱状晶

手动建立一个长方体部件,尺寸与原模型相同,使长方体与原模型重合。
柱状晶体通过差集,将长方体与复制的模型进行差集,以建立晶界部件。建立完成后将整个模型导出为.iges格式文件备用。
晶界

在Abaqus内将建立好的模型文件以部件的形式导入。
abaqus晶体柱

可对晶粒及晶界进行材料截面指派,也可对每个晶粒分别进行材料指派。
abaqus柱状晶建模

将模型单独进行装配,也可配合其他自定义部件装配为整体。
abaqus泰森多边形晶体

对柱状晶模型进行网格划分。
ABAQUS晶格网格

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