算例:建立一个20X20细观模型,有着100个均匀分布颗粒,颗粒体积分数为10%。沿着Y轴方向施加均匀拉应力,模型中颗粒和基体之间不考虑界面因素影响。

作者:盖文海

1. 通过添加几何点和线创建几何模型

生成几何点和几何线

打开app,在Geometry下选中point,软件界面右边选中add point,通过编辑坐标或在建模界面通过鼠标点击位置,再点击add添加几何点。

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添加完几何点后,选中line,可通过逐点添加几何线或全选自动成形。

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如所画几何图形错误,可点击clear point list删除几何线。

生成网格

选中voronoi mesh,目前自动划分voronoi单元目前只支持椭圆夹杂划分,其他形状夹杂可在划分后通过选中想要修改的单元在Inclusion kind功能中修改。

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单元类型中选择Voronoi单元,ModelⅠ通过定义夹杂数量自动划分网格,ModelⅡ通过定义夹杂平均半径划分网格。这里选择ModelⅠ定义夹杂数量为100。
Volume fraction(%)为夹杂所占体积分数,设置为10,Variance为夹杂平均半径的偏斜率。当偏斜率越高椭圆夹杂的大小和形状分布就越不规则。
Inclusions Distance VS Radius表示夹杂与夹杂之间最小距离相对于平均半径的倍数。
Distance to Boundary VS Radius表示夹杂到整个模型外边界最小距离相对于平均半径的倍数。
Distance to Edge VS Radius表示夹杂到单元边最小距离相对于平均半径的倍数
Seeding Randomly Everytime意为每次自动划分网格时,洒种子点的随机数序列是否改变,决定了种子点的位置是否改变。含义:Yes:每次自动划分网格时,洒种子点的随机数序列都会改变。即每次自动划分网格,夹杂的位置都会不一样。No:每次自动划分网格时,洒种子点的随机数序列都是不变的。即每次自动划分网格,夹杂的位置都是固定不变的。

点击Voronoi meshing,生成网格如下图。

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2. 添加材料参数

选中Material,材料类型选择复合材料,本构关系选择双线性弹塑性材料,设置基体和夹杂的杨氏模量,泊松比,屈服应力,剪切弹性模量,厚度,基体与夹杂发生断裂的临界应力等参数。鼠标左击长按框选所有单元,点击add,给所有单元添加材料参数,点击🆗保存。

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3. 添加约束与荷载

打开Boundary condition板块,选中Constraint,框选模型底边上的节点,将Y方向位移设置为0,点击🆗,保存设置。
新建约束2,选择其中一个角点设置X方向位移为0。

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平面拉伸问题可按应力求解或按位移求解,本例以按位移求解添加荷载。新建约束3,通过相同的操作将模型顶边所有节点添加位移量为0.2。
打开Loadcase版块,其中可将自己所建立的不同的约束与力加入工况,根据自己的实际需要将约束与位移加入工况中。点击🆗确认。

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4. 求解与结果显示

选择Solver版块,点击🆗后点击RUN开始求解。

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程序开始求解界面如下图:

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求解完成后在Result界面出现新增的分支,点击Stress,即在右侧出现各种应力图选项。其中X方向上应力彩色带状图如下图。

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点击Deformation,即可查看模型变形情况。如变形不明显可通Deformation amplification factor设置放大系数。
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