生成四面体网格
体积网格被广泛用于机械、流体、热力、电力和其他应用的模拟中。
该模块具有以下优势:
- 一种易于使用的工具,可直接从 CT 扫描中创建出准确而高质量的四面体体积网格,以进一步在第三方 FEM 模拟软件中使用。
- 基于精确到亚体素的局部自适应表面测定*
- 基于直接在 CT 扫描的体积数据上进行处理的算法,无需创建中间表面网格,从而保持了最大的几何精度
- 适用于单一材料和多材料零件或材料样品的扫描
*需要三维坐标测量模块

控制和改善有限元(FE)网格质量,以及使用直方图审阅和评估网格质量。

控制和改善有限元(FE)网格质量,以及使用直方图审阅和评估网格质量。
优化网格参数
您可以通过设置用于网格优化的目标参数,根据特定的元素质量要求来控制和改善有限元(FE)网格质量。
您可以从以下标准中选择一个或多个标准:
- 最大/最小元素尺寸,
- 边长比,
- 边长/高度比,
- 折叠,
- 拉伸,
- 形状系数,
- 最小面转角,
- 最大面转角,
- 和最小边长尺寸。
每个质量标准的直方图以及在网格中可视化标准的能力使您能够清晰有效地审阅和评估网格质量。

您可以在定义的区域中对网格进行局部优化。

您可以在定义的区域中对网格进行局部优化。
局部网格修正
为了提高更好的模拟结果准确性,您可以在定义的区域中对网格进行局部优化,同时可以限制生成的元素的数量。VGSTUDIO MAX 中熟悉的 ROI 工具可确保高效的工作流程。


基于壁厚的修正得到了改进
现在,对体积的薄部分进行网格计算比以往任何时候都更加精确。通过指定四面体元素数量,可以大大提高网格保真度。

根据指定的感兴趣区(ROI)定义和导出四面体元素集、节点或分面。

根据指定的感兴趣区(ROI)定义和导出四面体元素集、节点或分面。
FE 实体集
为了准备能有效应用于第三方 FEM 软件中的各种边界条件(例如负荷、固定力或接触力),您可以通过使用体积网格计算模块,根据指定的感兴趣区(ROI)定义和导出四面体元素集、节点或分面。创建的网格将遵守 ROI 的轮廓。通过在 VGSTUDIO MAX 中的 CT 数据上定义 FE 实体集,可以避免在将其导出到第三方 FEM 模拟软件后可能出现的几何信息损失,并同时确保高度的几何精度。

识别、显示和删除无关联的元素集。

识别、显示和删除无关联的元素集。
FE 网格的连通性
体积网格计算模块可以帮助您有效地识别、显示和删除无关联的元素集,以便创建没有松散颗粒的“干净” FE 网格。

为具有锐边的零件创建四面体体积网格。

为具有锐边的零件创建四面体体积网格。
四面体网格创建中的锐边
您可以为具有锐边的零件创建四面体体积网格,从而使四面体元素的数量明显减少,以便更准确地显示零件的几何形状。激活该选项后,算法会识别出零件中的锐边,并通过在其上对齐 有限元(FE)节点来创建反映这些边缘的网格。

您可以轻松地将通过孔隙/夹杂物分析或纤维复合材料分析获得的有关微结构的信息用于 FEM 模拟。

您可以轻松地将通过孔隙/夹杂物分析或纤维复合材料分析获得的有关微结构的信息用于 FEM 模拟。
加载具有来自材料分析的数据的网格单元格
您可以轻松地将通过孔隙/夹杂物分析或纤维复合材料分析获得的有关微结构的信息用于 FEM 模拟。二阶纤维取向张量和纤维体积分数,以及孔隙度和灰度值都可以被映射到四面体网格并加以导出。

在 FEM 模拟中包括宏观和微观孔隙度的工作流程

在 FEM 模拟中包括宏观和微观孔隙度的工作流程
区分宏观孔隙度和微观孔隙度
通过将大孔的边缘视为内表面(在网格计算时会考虑在内),可以在体积网格中以几何形状表示宏观孔隙度。此外,微观孔隙度可以作为每个网格单元格的微孔的体积分数映射到体积网格上,并以 .csv 格式导出,然后可以将其导入 Digimat ,以在 FE 求解器中进行进一步处理。

在体积网格中以几何形状表示的宏孔;已被映射到体积网格的单元格上并用颜色编码显示的微观孔隙度。

在体积网格中以几何形状表示的宏孔;已被映射到体积网格的单元格上并用颜色编码显示的微观孔隙度。
导出体积网格
可以使用 Abaqus (.inp)、Patran (.pat) 和 Nastran (.bdf) 格式的 TET4 线性或 TET10 二次元素导出四面体网格,以进行 FE 模拟。


研究表明,在已探究的方法中,体积网格计算模块在 CT 数据体积网格化中表现最佳
赛峰集团(Safran),一家国际高科技集团和航空航天与国防市场的一级系统设备供应商,对不同供应商的体积网格计算解决方案进行基准测试后得出结论:VGSTUDIO MAX 3.4.4 的体积网格计算模块在所有调研方案中呈现最佳效果。 公司在一篇博士论文中明确研究了计算机层析成像(CT)数据的体积网格化。
通过亚体素精确的表面确定,达到无与伦比的精度,保持几何完整性。 避免中间表面网格化的缺陷,确保数据完整准确,获得最可靠的分析结果。
无需手动预处理(如表面网格修复)。只需极少的编辑工作就能实现高质量的网格,并在一个软件解决方案中实现从 CT 扫描到体积网格的无缝转换。
利用关键数据增强您的模拟。加载纤维取向、纤维和孔隙度体积分数以及灰度值等必要信息,以确保全面和知情的模拟结果。
