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在科研和工程實(shí)際問題中，經(jīng)常會(huì)涉及到隨機(jī)幾何元素，例如：混凝土骨料、隨機(jī)纖維復(fù)合材料、多孔介質(zhì)材料的傳熱和滲流問題、生物材料的細(xì)觀特征等等。這些材料中包含大量隨機(jī)尺寸、隨機(jī)位置分布的幾何特征，在有限元建模中可以使用自編二次開發(fā)程序的方法來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何模型構(gòu)造。 Abaqus支持使用Python語言進(jìn)行二次開發(fā)建模，用戶可以利用Python代碼達(dá)成特殊的建模要求。

<p>實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)較為復(fù)雜時(shí)，可采用有限元軟件來分析一下鋼節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力及變形。以如下模型為例，講述<a href="/major/abaqus" rel="noopener noreferrer" target="_blank">ABAQUS</a>建立此類復(fù)雜鋼節(jié)點(diǎn)的要點(diǎn)。

材料晶體塑性理論與細(xì)觀尺度上晶體幾何模型相融合的模擬方法為探究材料在塑性變形過程中的行為機(jī)制以及晶體材料優(yōu)化開辟了新途徑。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。

也有采用Abaqus混凝土建模插件實(shí)現(xiàn)的方式，這極大的節(jié)省了模型建立的耗時(shí)，如Abaqus混凝土多邊形或Abaqus混凝土三維球體骨料插件等，但其實(shí)現(xiàn)的模型較為簡(jiǎn)單，幾何模型單一。建模方案這里介紹一種通過AutoCAD軟件建立纖維混凝土三維模型后導(dǎo)入到Abaqus內(nèi)的方式。可實(shí)現(xiàn)多種混凝土模型的快速構(gòu)建。

Neper2CAE-master.zipneper轉(zhuǎn)abaqus幾何建模代碼，#python

啟動(dòng) 開始→所有程序→STAR-CCM+，如圖1所示，打開STAR-CCM+，界面如圖2所示。 圖2 STAR-CCM+界面 點(diǎn)擊File→New Simulation，如圖

這么做的好處是：微結(jié)構(gòu)演化/晶體塑性細(xì)節(jié)交給 DAMASK，復(fù)雜幾何與邊界條件交給成熟的 FEM。老用戶要注意：官方早在 v2 時(shí)代就發(fā)出棄用 Abaqus 支持的提醒——2.0.3 是最后一個(gè)支持 Abaqus 的版本，之后不再維護(hù)。

PKPM-CAE還實(shí)現(xiàn)了多種建模軟件和分析軟件的集成，提供豐富的外部軟件接口，可導(dǎo)入PKPM/YJK的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，ABAQUS/ANSYS的有限元計(jì)算模型，同時(shí)正在擴(kuò)展STL、IGS、OBJ、IFC等通用幾何模型接口。 PKPM-CAE目前已發(fā)布PKPM-CAE通用仿真和PKPM-CAE建筑仿真兩大模塊。

Abaqus Geometry插件1. Wire Geom模塊Wire Geom模塊：在長(zhǎng)方體內(nèi)部創(chuàng)建線幾何，可控制線條的長(zhǎng)度范圍和兩線條之間的最小距離。Wire Geom模塊用戶輸入界面如下：圖1.1 Wire Geom模塊用戶界面2.

計(jì)算效率：殼單元由于將三維問題簡(jiǎn)化為二維分析，計(jì)算效率通常高于實(shí)體單元，特別是對(duì)于大型復(fù)雜模型。然而，對(duì)于某些復(fù)雜問題，如高度非線性或接觸問題，殼單元可能需要更精細(xì)的網(wǎng)格才能達(dá)到與實(shí)體單元相當(dāng)?shù)木取?材料特性：對(duì)于復(fù)合材料層合板，Abaqus 提供了常規(guī)殼、連續(xù)殼和連續(xù)實(shí)體三種建模方法。

這種方法可以更好地逼近復(fù)雜的幾何形狀，并減少計(jì)算和存儲(chǔ)成本。但是，自適應(yīng)網(wǎng)格的實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，需要更多的計(jì)算資源和算法支持。 高階曲面網(wǎng)格是近年來固定網(wǎng)格研究的熱點(diǎn)。 直邊網(wǎng)格對(duì)比曲面網(wǎng)格 固定網(wǎng)格研究的總體趨勢(shì)是通過新技術(shù)解決特定的魯棒性或質(zhì)量問題，支持特定的單元類型和拓?fù)洌蚓W(wǎng)格策略。

02「Ribbon：幾何建模界面」Ribbon是一個(gè)很強(qiáng)大的幾何建模界面，它可以用來進(jìn)行幾何建模，如建模、模型處理、網(wǎng)格劃分、模型裝配等，并能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的分析過程。可以用來進(jìn)行零件的裝配，還可以在圖形中進(jìn)行裝配。Ribbon對(duì)Abaqus的幾何建模功能非常強(qiáng)大，但是它只能做簡(jiǎn)單的幾何建模。

2、 幾何模型與材料參數(shù)（1） 幾何模型本教學(xué)涉及的部件模型均通過 SolidWorks 軟件完成建模并導(dǎo)入分析環(huán)境。由于課程重點(diǎn)在于方法傳授，因此不詳細(xì)闡述部件建模的具體操作，主要圍繞導(dǎo)入后的仿真分析流程進(jìn)行深入拆解與演示。

ABAQUS主要功能 ABAQUS是功能強(qiáng)大的有限元軟件，由于ABAQUS強(qiáng)大的分析能力和模擬復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性，它在各國(guó)的工業(yè)和研究中得到廣泛的應(yīng)用，在大量的高科技產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)揮著巨大的作用。復(fù)雜的固體力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)系統(tǒng)，特別是能夠駕馭非常龐大復(fù)雜的問題和模擬高度非線性問題 。

這種方法可以更好地逼近復(fù)雜的幾何形狀，并減少計(jì)算和存儲(chǔ)成本。但是，自適應(yīng)網(wǎng)格的實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，需要更多的計(jì)算資源和算法支持。 高階曲面網(wǎng)格是近年來固定網(wǎng)格研究的熱點(diǎn)。 直邊網(wǎng)格對(duì)比曲面網(wǎng)格 固定網(wǎng)格研究的總體趨勢(shì)是通過新技術(shù)解決特定的魯棒性或質(zhì)量問題，支持特定的單元類型和拓?fù)洌蚓W(wǎng)格策略。

ABAQUS：建模軟件是 CATIA，屬于第三代 CAD 工具中的佼佼者，但自帶網(wǎng)格劃分工具功能不強(qiáng)，復(fù)雜模型可能需借助第三方軟件。 Altair：HyperMesh 在網(wǎng)格劃分和前處理方面優(yōu)勢(shì)明顯，能高效導(dǎo)入各種 CAD 模型，具有先進(jìn)的幾何處理能力和豐富的網(wǎng)格控制選項(xiàng)，可快速高質(zhì)量地劃分復(fù)雜模型網(wǎng)格。

例如：Abaqus中一般通過線/面上點(diǎn)的坐標(biāo)或線/面的索引id來獲取，但當(dāng)結(jié)構(gòu)拓?fù)涓淖儠r(shí)，所需加載/約束的點(diǎn)/線/面也會(huì)改變，其索引id和其上點(diǎn)的坐標(biāo)均會(huì)改變，使得程序中線/面的選擇很難實(shí)現(xiàn)通用。此外，針對(duì)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，仿真程序中需要選擇的線/面等較多，通過程序?qū)崿F(xiàn)約束位置的選擇十分不便。本文提出了一種通用的參數(shù)化建模及自動(dòng)化仿真分析方法，可用于不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的產(chǎn)品自動(dòng)化仿真分析和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。

4 單元拼接建模驗(yàn)證以B結(jié)構(gòu)艙段為例，由于該艙段下部較為簡(jiǎn)單，在幾何建模軟件中將其切割為上、下兩部分，上部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用MSC.Apex軟件進(jìn)行二階四面體網(wǎng)格劃分，下部分結(jié)構(gòu)依托Hyper Mesh軟件進(jìn)行手動(dòng)六面體網(wǎng)格建模。