Texgen与Abaqus联合仿真技术探索

TexGen 是由英国诺丁汉大学研究开发的复合材料织物结构细观几何建模开源软件。基于 TexGen 软件，通过设定纱线路径和纱线横截面，能够快速建立编织物、机织物、针织物等织物的几何结构。TexGen 软件的一大优点是能够迅速地创建二维或三维织物模型。同时，针对细观分析周期性边界条件施加问题，TexGen在导出单胞模型时，可以自动生成对称网格，并施加周期性边界条件，极大简化了织物结构有限元前处理过程，可以避免繁琐的程序编写工作。

Texgen创建的不同织物形式

（3d 正交机织物、三轴编织布、二维编织布、针织物）

TexGen 提供了图形用户界面建模及编程建模两种建模途径。图形用户界面建模(GUI）包含两种方式，一种是通过建模向导，可以建立二维织物和三维织物结构，根据向导只需输入相应的参数即可生成模型；

另一种是分步建模，主要通过建模器创建纱线、织物单胞，设定模型参数等。编程建模是通过 Python 脚本语言或者C++编程语言连接 TexGen 库生成模型，也可以通过应用程序编程接口(API)实现建模。

此外，TexGen 软件与 Abaqus 有限元软件有良好的兼容性，可以将 TexGen 中建立的仿真模型以.stp 或inp 等格式文件输出至Abaqus中生成有限元模型，还可以通过Abaqus/GUI直接调用TexGen API接口，在Abaqus中生成模型，并借助Abaqus强大的非线性求解器计算结构的力学响应。

织物结构的多尺度分析

2016年和2020年曾经给大家分享过TexGen的两个不同版本，今日分享一下最新的3.12.2版。TexGen开源软件由诺丁汉大学开发，使用时请记得在参考文献中注明出处，引用格式如下：

引用格式

不同版本的引用格式如下：

version 3.12.2 : Louise Brown, Mikhail Matveev, & George Spackman. (2021, March 11). louisepb/TexGen: TexGen v3.12.2 (Version v3.12.2). Zenodo. http://doi.org/10.5281/zenodo.4598477

version 3.12.1: Louise Brown, Mikhail Matveev, & George Spackman. (2021, February 12). louisepb/TexGen: TexGen v3.12.1 (Version v3.12.1). Zenodo. http://doi.org/10.5281/zenodo.4537855

version 3.12.0: Louise Brown, Mikhail Matveev & George Spackman. (2020, March 11). louisepb/TexGen: TexGen v3.12.0 (Version v3.12.0). Zenodo. http://doi.org/10.5281/zenodo.3706478

version 3.11.0 : Brown, Louise P, & Sherburn, Martin. (2019, June 7). louisepb/TexGen: TexGen v3.11.0 (Version v3.11.0). Zenodo. http://doi.org/10.5281/zenodo.3241493

version 3.10.0 : "Brown, Louise P, & Sherburn, Martin. (2017, December 13). louisepb/TexGen: TexGen v3.10.0 (Version v3.10.0). Zenodo. http://doi.org/10.5281/zenodo.1115604 "

今天为大家带来的是由Texgen所生成的平纹织物仿真。平纹是一种织物中最常见也是最简单的一种组织结构，是三原组织的一种。

所谓三原组织即所谓的平纹、斜纹、缎纹。平纹最为简单，组织结构比较单一，可以表示为1/1。斜纹与缎纹根据织物组织的设计也可以分为好几种，感兴趣的可以自行搜索了解。此次为加深各位理解，仅仅罗列1/1平纹、2/1斜纹、五枚三飞缎纹，此次模型均有Texgen生成，参数均采用默认。

1/1平纹

2/1斜纹

五枚三飞缎纹

此次采用GUI进行建模，后其可能会通过不同的建模方式进行比较。

首先打开Texgen-GUI，如图所示

点击Weave进入参数设计，此次采用默认。如图：

点击Next,进行下一步，此次是进行组织设计，点击纱线交接处，进行上下经纬纱的位置互换。如图：

点击ok，完成建模，建模到此结束。如图：

接下来就可以进行材料属性的赋予，在Modeller模块下完成，此次材料参数均采用默认，如图：

接下来就可以选择自己想要的文件格式进行导出，过程为File-Export。本次为简化计算，导出为体素网格，体素分块x,y,z参数依次为50，50，50。施加周期性边界条件。导出后利用Abaqus进行分析得到以下结果：

其输出结果为：

感谢各位可以耐着性子看到这里，此次仅为较为简单的texgen教学，后期也将进一步公布texgen更多的使用，以及自己所做的仿真模拟，以记录自己的成果，几年之后也许会很有成就感吧。感谢各位，感谢复合材料力学，同时也感谢一下我自己，哈哈哈O(∩_∩)O。

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