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本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維梯度功能材料多孔結(jié)構(gòu)模型，并對梯度結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行軸心受壓力學(xué)仿真模擬。 三維梯度孔隙結(jié)構(gòu)模型采用CAD球體功能梯度材料3D插件建立，模型建立完成后將梯度孔基體部分導(dǎo)出為iges格式。

多孔結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于過濾、催化、能量吸收等領(lǐng)域。基于Voronoi圖的方法通過調(diào)整生成點(diǎn)的位置和密度，控制多孔結(jié)構(gòu)的孔隙大小和分布，可用于模擬自然界中的多孔介質(zhì)，如泡沫金屬、骨小梁等。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維多孔材料。

插件介紹Random Porous Structure 3D - AbyssFish 插件可在Abaqus軟件內(nèi)生成三維多孔結(jié)構(gòu)，可用于兩相材料或多孔介質(zhì)的模擬等。 插件可指定孔隙的分布概率、生長概率、孔隙率、平滑范圍等參數(shù)，其參數(shù)控制原理可參考四參數(shù)隨機(jī)生長法（QSGS）相關(guān)文獻(xiàn)。

插件介紹 QSGS3D V2.0 - AbyssFish 插件可在Abaqus2024及以上版本軟件內(nèi)基于Quartet Structure Generation Set（QSGS）隨機(jī)生長四參數(shù)生成法構(gòu)建三維多孔介質(zhì)雙相材料，插件可指定生成試件的長度、寬度、高度以及劃分的網(wǎng)格單元尺寸。

但是，要使這些材料在工業(yè)規(guī)模上得到更大的應(yīng)用，除了研究孔結(jié)構(gòu)和表面積之外還必須優(yōu)化其他多種功能，例如穩(wěn)定性、吸附動力學(xué)、可加工性、機(jī)械性能和熱性能。圖5.使用高通量計算探索甲烷存儲和輸送的極限示意圖5）如何選擇合適的多孔材料多孔材料千差萬別，目前還沒有有個通用的解決方案。因此，為特性的應(yīng)用場景選擇合適的多孔材料也是一個艱難的任務(wù)。

控制受壓/受拉行為的小數(shù)點(diǎn)位數(shù)，推薦保留默認(rèn)設(shè)置以確保計算穩(wěn)定性。 應(yīng)用案例 三維多面體骨料混凝土抗壓模擬—— 基于EasyCDP生成20 MPa砂漿基體材料模型，分析骨料分布對力學(xué)性能影響。

在Abaqus CAE軟件內(nèi)，將兩份iges文件導(dǎo)入。 對兩個部件指定不同的材料類型，并裝配形成雙相材料幾何模型。 進(jìn)行網(wǎng)格劃分操作。 設(shè)置兩部件之間的相互作用。

他們共同研究了在穩(wěn)定和靜態(tài)條件下表現(xiàn)出獨(dú)特的負(fù)等效壓縮性力學(xué)性能的超材料。研究具有負(fù)等效壓縮效應(yīng)的多孔彈性超材料研究人員的多孔彈性超材料是一種人造三維復(fù)合材料，當(dāng)周圍環(huán)境產(chǎn)生的靜水壓力增加時，將發(fā)生各向同性的膨脹。大多數(shù)天然彈性材料的反應(yīng)與之相反，當(dāng)周圍的靜水壓力增加時，它們的體積會變小。 海綿是一種受多孔彈性現(xiàn)象影響的材料。那么為什么超材料會膨脹呢？

他們共同研究了在穩(wěn)定和靜態(tài)條件下表現(xiàn)出獨(dú)特的負(fù)等效壓縮性力學(xué)性能的超材料。研究具有負(fù)等效壓縮效應(yīng)的多孔彈性超材料研究人員的多孔彈性超材料是一種人造三維復(fù)合材料，當(dāng)周圍環(huán)境產(chǎn)生的靜水壓力增加時，將發(fā)生各向同性的膨脹。大多數(shù)天然彈性材料的反應(yīng)與之相反，當(dāng)周圍的靜水壓力增加時，它們的體積會變小。 海綿是一種受多孔彈性現(xiàn)象影響的材料。那么為什么超材料會膨脹呢？

多孔結(jié)構(gòu)由孔隙及固相所組成，在建筑結(jié)構(gòu)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，多孔材料的力學(xué)性能對其應(yīng)用場景至關(guān)重要。本案例采用CAD隨機(jī)球體插件專業(yè)版建立三維多孔結(jié)構(gòu)圓柱體模型，并將模型導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)進(jìn)行力學(xué)模擬，分析多孔材料在軸向壓力作用下的破壞特征。

材料：泡沫金屬，多孔混凝土，普通混凝土Python參數(shù)化建模設(shè)計，導(dǎo)入Excel數(shù)據(jù)建模，材料沖擊/壓縮損傷演化仿真有相關(guān)問題可以加Q:2424712306交流，可提供相關(guān)指導(dǎo)

ABAQUS二維隨機(jī)多孔結(jié)構(gòu)建模，可有效表征孔隙隨機(jī)分布與連通特性，結(jié)合有限元方法精確模擬在復(fù)雜載荷下的力學(xué)響應(yīng)與損傷演化過程，或進(jìn)行孔隙區(qū)域內(nèi)的流體模擬滲流分析。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立隨機(jī)分布的多孔結(jié)構(gòu)二維模型。

Moldex3D 解決方案? 為增強(qiáng)塑料提供綜合解決方案? 彌合注塑成型和塑料件非線性FEA之間的差距? 提供易于使用的界面，縮短學(xué)習(xí)曲線? 建立更準(zhǔn)確的復(fù)合材料模型? 支援彈性、彈塑性、熱彈性、熱彈性塑料模型? 用戶可自行定義的復(fù)合材料破壞標(biāo)準(zhǔn)? 提升更多的結(jié)構(gòu)分析的可能性應(yīng)用產(chǎn)業(yè)? 材料供貨商? 電子? 汽車? 航空航天

此項(xiàng)提出了一種新的兩步拓?fù)鋬?yōu)化框架來設(shè)計二維隨機(jī)多孔結(jié)構(gòu)。 在第一步中，基于順應(yīng)性最小化（或剛度最大化）進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，以獲得均勻的材料密度分布。在第二步中，開發(fā)了一種新的去均質(zhì)方法，將均質(zhì)材料轉(zhuǎn)化為隨機(jī)多孔結(jié)構(gòu)。通過幾個算例驗(yàn)證了該方法的有效性。由于采用隨機(jī)材料和相關(guān)的密度約束，與由固體材料制成的優(yōu)化結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)化的多孔結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出更高的順應(yīng)性。

將多孔板模型以部件的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。 指定材料建立裝配并施加載荷，這里對多孔板的一側(cè)設(shè)置固定約束，另一側(cè)指定位移，模擬多孔板的受壓狀態(tài)。

SpheroPAK3D一款適用于Abaqus快速生成球形夾雜和多孔材料的開源Abaqus插件，并施加周期性邊界條件，如拉伸，壓縮，簡單剪切等。基于該插件截面如圖：支持定義球形夾雜或多空模型，支持孔洞或者球形直徑的定義，邊界條件的施加，以及對應(yīng)的孔洞或球形夾雜的體積分?jǐn)?shù)。運(yùn)行后生成夾雜物和多空RVE模型如下：生成的同時，該模型自動生成周期性邊界條件。

將模型建立面域并形成多孔結(jié)構(gòu)模型。 將模型以部件的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。 根據(jù)研究內(nèi)容為模型添加材料。 設(shè)置約束及載荷，上部設(shè)置豎向位移。

這樣我們不僅能更深入的理解多孔材料，也有信心使用宏觀方法來模擬多孔材料中的流動。下面的動畫顯示了一個大小為 2 cm × 2 cm × 6 cm 的復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)，以及使用線性納維-斯托克斯方程計算的流型。小型多孔塊中的流型。這些多孔塊中包含低流速和高流速的區(qū)域，也包含根本不發(fā)生流動的區(qū)域。即使結(jié)構(gòu)是不規(guī)則的，當(dāng)放大另一個位置的相同多孔結(jié)構(gòu)樣品時，其流動特性也是相同的。

這種明顯的反差可能與孔隙的大小和分布以及材料的本征性質(zhì)有關(guān)。 02成果掠影 納米晶粒和孔隙作為兩種常見的微結(jié)構(gòu)缺陷，能夠阻礙聲子的傳輸。然而，迄今為止，納米晶粒在高溫下的穩(wěn)定性以及多孔性在提高熱電優(yōu)值ZT方面的可行性仍是熱電領(lǐng)域關(guān)注的問題。