ABAQUS泡沫混凝土細觀有限元模擬

在ABAQUS中構建含水泥砂漿基體與大量隨機分布孔隙的三維泡沫混凝土幾何模型,對深入探究其微觀結構與宏觀力學性能的關聯具有重要理論價值。通過孔隙尺寸、形態及空間分布特征的研究,有效模擬泡沫混凝土在載荷下的強度衰減規律與破壞演化機制,克服傳統均質模型預測的局限性。

ABAQUS泡沫混凝土細觀有限元模擬的圖1

泡沫混凝土細觀模型通過CAD隨機球體插件專業版V1.3建模生成,泡沫混凝土試件設置為邊長為150 mm的立方體試件,為保證有限元模擬中的網格能有效劃分,泡沫孔隙的最小間距設置為1 mm,泡沫孔隙的直徑設置為5 mm,模型共建立了10000余個不相交的孔隙。

ABAQUS泡沫混凝土細觀有限元模擬的圖2

在AutoCAD中將泡沫混凝土導出為iges格式文件后,以部件的形式導入到ABAQUS內。

ABAQUS泡沫混凝土細觀有限元模擬的圖3

如需考慮內部泡沫材料屬性對泡沫混凝土仿真結果的影響,也可將球體圖層內容導入ABAQUS,并對內部球體賦值材料。

ABAQUS泡沫混凝土細觀有限元模擬的圖4

通過EasyCDP Mortar&ITZ插件對泡沫混凝土中的水泥砂漿部分設置混凝土損傷塑性材料。

ABAQUS泡沫混凝土細觀有限元模擬的圖5

將泡沫混凝土建立裝配體設置分析步并施加受壓載荷。

ABAQUS泡沫混凝土細觀有限元模擬的圖6

進行泡沫混凝土細觀模型的網格劃分,本案例中采用二次四面體單元(C3D10M),全局種子尺寸2 mm,總單元數量為677萬個。

ABAQUS泡沫混凝土細觀有限元模擬的圖7

建立作業后可采用CDED插件設置對混凝土受損傷的失效單元進行刪除,提交作業并完成模擬。

ABAQUS泡沫混凝土細觀有限元模擬的圖8

后處理中也可使用SpectrumColor插件進行云圖顏色譜的一鍵更改,美化模擬結果。

ABAQUS泡沫混凝土細觀有限元模擬的圖9

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