夜雨聆风导读
在细观力学均质化分析中，无论是建立代表性体积单元（RVE）进行周期性边界条件下的等效性能预测，还是构建含随机夹杂、孔隙的宏观均质模型，往往都需要高效、可控地生成多相材料的随机分布。但当网格是非结构化的（比如四面体自由网格）时，模型相对表面的节点几乎不可能完全对称。
常规的随机分配方法处理这类网格时，很容易截断跨边界的夹杂物或孔隙，导致周期性约束方程封闭困难、求解不收敛，或者计算结果中的力学响应偏离实际。为了解决这个问题，我们编写了这款参数化前处理工具，借助空间拓扑关联的思路，让自由网格也能满足周期性建模的需求。
图1. 随机材料属性（左图）与孔隙率（右图）生成插件效果
1.1. 真实表面识别与过滤
自由网格里，内部单元有时仅靠一个顶点或一条边接触到模型边界。如果单纯按节点坐标判断，会冒出不少“伪边界”单元。工具内部通过向量叉乘面积检验来处理：遍历边界节点的连接关系，计算它们围出的拓扑多边形面积，只有面积大于预设容差的才被认定为真实表面单元。这样一来，那些仅仅在边界上“搭边”的内部单元就被过滤掉了。
1.2. 二维投影与最近邻匹配映射
当相对面网格节点对不齐时，工具提取真实表面单元的面心坐标，沿该面法向投影到二维平面上。然后，在投影坐标系下采用最近邻搜索，自动找出对面投影距离最短的单元，作为“映射对应单元”。这种容差匹配的做法，绕开了传统方法要求节点严格重合的限制。
1.3. 基于并查集的群组绑定
根据周期理论，RVE模型的8个角点在空间阵列时本质上汇聚于同一物理点，12条对棱也有确定的对应关系。工具采用并查集结构，将空间上相关的面单元（2个一组）、棱单元（4个一组）和角点单元（8个一组）强制绑定在一起。后续分配或删除时，同组单元会同步赋予相同材料或同步移除，从几何层面保证微观孔隙与夹杂物跨过边界时保持连续。
图2. 插件界面图，可选择model，part，set集合，还可设置是否周期性，随机属性/单元删除实现孔隙率，设置网格分配比例
2.1. 分配模式与体积分数控制
在界面中输入逗号分隔的比例值（如“1,9”），工具会统计目标区域内单元总数以及周期性群组数量，根据体积占比算出每种属性的分配数量。提供两种模式：
Standard (Random)：标准随机模式，忽略边界对应关系，在目标区域内完全随机分配。
Periodic (RVE Mode)：周期性模式，启用投影映射与并查集算法，确保边界上的材料分布满足周期要求。
2.2. 材料自动创建与赋予
当操作类型设为“Assign Materials”时，工具会根据设定比例，在Abaqus材料库中创建对应的材料（Material-1、Material-2等）及均匀实体截面，并自动指派到各单元集。默认赋予线弹性参数，后续可根据需要自行修改为塑性或损伤本构。
图3. 材料属性以及分配单元网格的自动创建
2.3. 孔隙的物理删除
为满足多孔介质渗透率或含缺陷材料评估的需要，工具支持直接删除单元。输入的比例即转化为“删除占比”与“保留占比”。由于Abaqus不允许直接删除依附于几何体的原生网格，工具内置了转换逻辑：检测到目标是原生网格时，会在后台生成一个剥离几何关系的纯网格部件（Orphan Mesh，命名带后缀 _Mesh），再在该独立网格上执行单元删除，剩余单元赋予基体材料。
2.4. 作用范围控制
分配或删除可以限定区域。既可选择作用于整个部件（Entire Part），也可只针对预先建立的某个单元集合（Specific Set）。这个功能适合构建带外皮层的多孔芯材，或施加局部缺陷。
2.5. 版本差异与授权
插件分为两个版本：
基础版（公开发布）：支持随机模型构建，材料比例分配与单元删除无限制，但目标区域仅限“Entire Part”，网格模式仅限“Standard (Random)”。
专业版（需License）：勾选“Specific Set (Pro)”或“Periodic (RVE Mode)”时，工具会校验设备机器码。需将 license.key 文件放在插件根目录，以解锁局部集合操作与周期性拓扑功能。
图4. 插件帮助说明
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