星辰插件

POLARIS-VORONOI是一款Abaqus前处理插件，用于生成Voronoi二维多边形、三维多棱柱、三维多面体的几何模型，并可实现晶格优化、缩放、圆滑、以及二维模型删除短边等功能。旨为提高你的工作效率！

【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。

【视频介绍-包含六个相关的建模小技巧】

视频较长，建议wifi下观看（32分30秒），视频地址：https://v.qq.com/x/page/o0793y69fs0.html

【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。

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：

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

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。

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。

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：

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/-NjIfUMHQREGgzzDfb1JvA