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COMSOL三维多孔结构骨小梁细观有限元基于Voronoi泰森多边形3D

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力学模型

模型计算为圆柱体试件轴压模型,在轴向荷载作用下应力分布的计算。

.COMSOL三维多孔结构骨架力学分析基于Voronoi泰森多边形三维几何的图1

几何生成

采用CAD Voronoi3D插件在AutoCAD内直接生成三维Voronoi,其计算参数如下:

COMSOL三维多孔结构骨架力学分析基于Voronoi泰森多边形三维几何的图2

模型生成后删除晶格部件,并对晶粒进行一步平滑处理:

COMSOL三维多孔结构骨架力学分析基于Voronoi泰森多边形三维几何的图3

新建外部圆柱体部件,并与晶粒进行差集操作,形成多孔骨架支撑结构,同时可查看各部分的体积(MASS命令),方便进行孔隙率的计算。这里的晶粒也可用作卵石形状集料的堆积模型。

COMSOL三维多孔结构骨架力学分析基于Voronoi泰森多边形三维几何的图4

导入COMSOL

在CAD内将Voronoi骨架模型导出为.iges格式,并导入到COMSOL有限元软件内。

COMSOL三维多孔结构骨架力学分析基于Voronoi泰森多边形三维几何的图5

模型赋值简单的均质材料,并通过指定位移的方式进行最基本的单轴受压计算,应力计算结果如图。

COMSOL三维多孔结构骨架力学分析基于Voronoi泰森多边形三维几何的图6

CAD Voronoi3D下载

建模采用了CAD Voronoi3D插件,可用于生成更为复杂的几何模型。

COMSOL三维多孔结构骨架力学分析基于Voronoi泰森多边形三维几何的图7

插件下载链接:

CAD Voronoi3D


形状优化几何处理医疗器具多孔介质Comsol
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首次发布时间:2023-06-29
最近编辑:1年前
渊鱼
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CAD Voronoi 3D 三维沃罗诺伊图3D狄利克雷镶嵌 维诺图插件 AbyssFish 渊鱼

三维VoronoiVoronoi又名泰森多边形或Dirichlet图、维诺图等,三维Voronoi是由连接两邻点直线的垂直平分面组成的连续三维多面体结构。Voronoi在各个学科中应用广泛,如进行区域规划、晶体塑性有限元研究、路径优化、地形简化、多孔结构力学等方面的分析。CADVoronoi3DCADVoronoi3D参数化建模插件可用于在AutoCAD软件内生成三维Voronoi模型。插件在长方体、圆柱体、球体、圆锥体、圆环体不同的几何模型构建泰森多边形晶格,且可指定晶格的尺寸及有无晶格边界层,同时插件提供了“随机”及“均布”两种控制点分布模式。CADVoronoi3D插件可指定不同的试件形状及试件尺寸,指定形状内生成三维泰森多边形实体晶格。模型可包括晶格及晶格之间的晶界,同时可控制晶格边界的厚度及有无,用于构建不同的Voronoi三维模型。晶格边界及泰森多边形晶格分图层绘制,可方便批量管理。生成的区块为单独的部件,方便进行手动修改。插件可指定晶格尺寸、控制点的分布模式,可实现【随机分布】及【均匀分布+浮动%】两种模式。生成的CAD模型可直接在CAD内或其他三维建模软件内进行渲染出图。CADVoronoi3D也可导入其他有限元软件如Comsol、Ansys、Abaqus内进行三维Voronoi模型的构建,利用3D泰森多边形进行有限元分析模拟。插件下载付费后下载,说明提醒:插件免安装,支持AutoCAD2010~2024版本,不支持精简版CAD或其他CAD软件。插件需要注册,注册后可永久使用,版本更新不影响注册状态,售价单机注册的价格。技术支持及注册请联系作者渊鱼。

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