开源推荐｜Abaqus纤维增强复合材料自动建模程序

在复合材料模拟中，如何高效生成真实分布的纤维结构，并将其嵌入到Abaqus中进行分析，一直是工程师和科研人员面临的关键难题。今天给大家介绍一个高质量的 MATLAB 开源项目：

🔗 项目地址：Abaqus Mesh for Fiber-reinforced Composites (Embedded)^[1]

本项目由Ayad Al-Rumaithi开发，专为纤维增强复合材料的建模而设计，可生成随机分布的钢纤维，并输出Abaqus INP 文件，用于复合材料的嵌入式分析。

项目功能亮点

1. 随机生成钢纤维
• 可设定纤维的长度、直径、体积分数、方向分布（各向异性）
• 使用随机算法生成纤维，分布更贴近真实微观结构
2. 自动生成六面体网格
• 基体部分使用 structured grid 划分为 C3D8 网格
• 纤维区域插值出相应节点，并在 INP 中划分不同的 element set
3. 输出标准 Abaqus INP 文件
• 包含节点、单元、材料分组（如 FIBER、MATRIX）等
• 兼容*Embedded Element 技术，便于嵌入分析
4. 可视化支持
• 自带 MATLAB 绘图脚本
• 清晰展示纤维分布与基体网格结构，验证几何生成效果

技术原理简介

• 纤维生成：

   采用随机投点法生成圆柱状短纤维，检测是否与已有纤维重叠，控制最终纤维体积分数。  

• 网格嵌套：

   将所有节点编号并将纤维的节点编号追加于基体节点之后，分别构建 FIBER 和 MATRIX 两类网格。  

• Element Set 划分：

   输出时将基体和纤维单元分别用*ELSET指令写出，并支持后续分配不同材料属性。  

• Abaqus 嵌入分析：

   用户可基于 Abaqus 的*Embedded Element 功能，将纤维作为嵌入体，模拟增强体与基体的耦合响应。  

该方法避免了复杂的网格相容性处理，适用于细观尺度建模与参数分析。

程序展示

将生成后的 inp 文件导入进 Abaqus 中：