星辰插件新升级：POLARIS_VORONOI V2.2发布

【V2.2新增功能简介】

发布时间2019年12月15日

更新内容：

• 优化：模型生成效率；
• 新增：晶体颗粒大小的级配控制.

大自然中经常会遇到多种尺寸晶体混合的情况，比如合金材料、岩石材料等，为实现不同晶体尺寸的控制和含量搭配，V2.2新增了这一功能，可以定义多种晶体层级，并指定不同晶体层级的最大、最小等效半径和含量，程序通过多次迭代实现了晶体尺寸和含量向我们设置的目标值进行逐步逼近，下面为不同迭代次数后向目标级配（红框）的逼近效果：

【版本更新声明】

1）购买插件并注册未满一年的老客户，享受免费更新服务；

2）购买插件并注册超过一年的老客户，需要支付20%的升级服务费用；

3）如需更新，请您从购买渠道联系我们进行更新，感谢您的陪伴和支持。

【插件的主要功能】

1）生成平面二维Voronoi多边形模型；

2）生成三维Voronoi多棱柱模型；

3）生成三维Voronoi多面体模型；

4）存储模型数据，并可读取数据重新生成对应的模型；

5）不同晶体定义不同集合；

6）读取网格节点信息，协助生成规则Voronoi模型；

7）晶格控制点可以实现：随机分布或多种渐变方式的梯度分布；

8）提供等比例和等距的晶体缩放功能；

9）可采用晶体控制点与重心趋于重合的方式，实现晶体优化功能；

10）可实现二维晶体短边合并（删除）功能；

11）二维多边形内切样条曲线功能；

13）二维模型晶体尺寸级配控制。

【V2.1新增功能简介】

发布时间2018年11月16日

更新内容：

• 优化：界面更新；
• 优化：几何形态单独定义为下拉框；
• 新增：新增多边形优化算法，优化目标：多边形控制点和形心重合；
• 新增：多边形缩放功能，可实现高含量骨料模拟；
• 新增：晶体控制点生成的方式：全局正交随机、全局梯度随机、来自网格MeshType（合并工具）、正交随机（原有）、来自文件（原有）；
• 新增：梯度布种功能：正向递增、负向递增、两边递增、居中递增、均匀五种分布；
• 新增：二维模型增加短边合并功能；
• 新增：多边形内切样条曲线功能，仅适用于二维模型。 【插件界面】 目前仅支持Windows操作系统，ABAQUS6.14及以上版本；安装完成后在窗口的工具条中将新增

具条，其中：

1）图标，Voronoi模型生成插件；

2）图标 ，辅助生成Set集合插件。

用户填写完整数据之后，点击OK或APPLY可激活生成程序，在Abaqus信息提示框中将提示模型的生成进度，以三维Voronoi多棱柱为例：

【任意形状Voronoi多棱柱】

POLARIS_VORONOI插件无法直接生成二维长方形或三维长方体以外的其他形状多面体，但用户可以通过切除或面刨分等方式，获得任意外形的多边形或多面体模型，如下图所示，为祖国陆地外形中填充随机的Voronoi多棱柱的效果图：

控制点渐变分布

插件目前在XYZ三个维度上，可以实现梯度网格，并提供了五种梯度方式，通过搭配不同的维度和梯度，可使模型在不同位置的晶粒加密，示例如下：

晶体优化

多边形（晶体）的控制点一般是随机生成，如下图左侧黑点，通过黑点位置可获得多边形边界，但最终获得的多边形可能会非常不规则，且控制点和多边形重心（红点）偏离距离较大；为了使重心和控制点重合，将生成多边形重心作为下一次迭代的控制点，重新获得晶体分布，依次循环迭代N次，获得的晶体将逐渐变规则，重心和控制点位置也将趋于重合。

删除晶体短边

随机生成的晶体模型，通常会存在大量的短边，影响网格划分的质量，因此可以通过删除短边，从而减少畸变单元，提高网格质量。如下右图所示，短边为红线位置，删除短边的方式是将短边柔和到一个点（如右图所示）。

晶体缩放

经常会遇到：使用有厚度晶界的需求。为了满足这一需求，我们增加了二维三维模型晶体缩放功能，缩放的方式分为等比缩放和等距缩放。

光滑处理

利用泰森多边形可以生成高含量骨料模型，普通的随机投递模型获得的骨料含量是非常有限的。为实现高骨料含量模型，一方面可以采用晶体缩放技术，另一方面则可以在获得的多边形内部生产光滑颗粒，这样就能更加逼近实际情况

晶体拉伸断裂仿真

试件中，嵌入随机的泰森（Voronoi）多边形，模拟晶体与晶界，并采用POLARIS_InsertCohElem插件全局嵌入零厚度Cohesive单元，不同材料强度条件下模拟拉伸断裂效果动画如下：

提示：动画中展示的为等效塑性应变PEEQ云图。

晶体切削仿真

试件中嵌入随机的泰森（Voronoi）多棱柱，模拟晶体与晶界，并采用POLARIS_InsertCohElem插件全局嵌入零厚度Cohesive单元，其中晶界位置的Cohesive单元强度低于晶体内部Cohesive单元时，模拟切削过程的塑性应变云图和断裂情况如下所示，观察切屑的形态和破坏方式可知，该方法适合模拟脆性材料的切削过程。

温馨提示：云图结果虽为二维视角，但其实是三维模型（厚度方向取一个单元长度），二维模型Cohesive单元破裂后，切屑之间的接触将成问题；应用三维Voronoi多棱柱模型，并结合通用接触方法，可实现切削分离后的自接触，从而避免切削的相互侵入。

晶体压缩破碎仿真

首先生成三维Voronoi多面体模型，模型外形为长方体，通过剪裁操作，可以获得圆柱体试件，采用POLARIS_InsertCohElem插件全局嵌入零厚度Cohesive单元，其中晶界位置的Cohesive单元强度低于晶体内部Cohesive单元时，模拟获得不同阶段，试件的破坏情况如下，其中左侧为晶体分布图，右侧为位移云图：

动画效果：

        插件测试
       

测试电脑：CPU主频2.5GHz，内存8G 1333MHz

【测试1】二维Voronoi多边形

【测试2】三维Voronoi多棱柱

【测试3】三维Voronoi多面体

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