ABAQUS三维Voronoi蜂窝结构模型 原创

传统六边形拉伸三维蜂窝由规则六边形网格沿第三方向拉伸而成，胞元形状一致且呈周期排列，胞壁方向性显著，整体表现出明显的各向异性。三维Voronoi蜂窝则通过空间随机种子点对空间进行剖分，形成不规则多面体胞元；其薄壁沿胞面构成，呈非周期、无序的拓扑结构，胞元尺寸与形状均具有随机性。

 

上述几何差异使三维Voronoi蜂窝在多个方面展现出力学优势：其宏观各向同性更优，不同方向上的刚度与变形响应更为均匀；载荷传递路径更为分散，不易形成规则结构中常见的弱化方向；空间约束更为充分，有利于提高等效刚度与强度；在压缩或冲击载荷下，坍塌过程更为渐进，更多胞元参与能量吸收，平台阶段更为平稳；裂纹扩展路径更为曲折，易发生偏转与分叉，因而韧性更优。因此，该结构在复杂多轴载荷与吸能防护场景中更具应用潜力。

三维Voronoi蜂窝薄壁多孔结构采用CAD Voronoi 3D插件建模生成，该插件可对孔壁厚度、孔隙直径等参数进行设置。

三维蜂窝结构建模完成后，在AutoCAD中将其导出为 SAT 格式文件，并以部件形式导入ABAQUS。

网格划分时，建议单元尺寸小于多孔结构薄壁厚度，以确保计算精度；边界条件方面，对模型左侧表面施加位移约束，对右侧表面指定位移，从而实现受压加载。

提交分析作业进行求解，计算完成后进入可视化后处理模块，对应力云图进行查看与分析。采用 AbyssFish SpectrumColor 插件对应力云图的颜色谱进行了调整与美化，以增强云图的可读性与表现效果。

查看模型的位移云图，分析结构在受压载荷下的位移分布规律与变形特征。