纖維混凝土細(xì)觀的案例
ABAQUS纖維骨料ITZ孔隙細(xì)觀混凝土模型
本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立包含骨料、界面過(guò)渡區(qū)、纖維、孔隙在內(nèi)的多相材料二維纖維混凝土細(xì)觀模型。
采用CAD纖維混凝土2D插件在AutoCAD內(nèi)建立二維纖維混凝土模型，纖維混凝土模型的不同組分已分圖層進(jìn)行繪制，需要對(duì)不同圖層內(nèi)容分別另存為dxf文件。
在Abaqus內(nèi)將建立的模型文件以草圖的形式分別導(dǎo)入，這里只展示骨料草圖內(nèi)容。
通過(guò)草圖建立二維部件模型，這里展示的是纖維部件。
其中界面過(guò)渡區(qū)部件需要將直接導(dǎo)入的過(guò)渡區(qū)與骨料進(jìn)行一次切割幾何完成。
將各個(gè)部件裝配為整體，將模型中的孔隙部分進(jìn)行挖除。
可對(duì)模型中的不同部分分別設(shè)置材料。
展開(kāi) ABAQUS纖維混凝土細(xì)觀模型基于梁?jiǎn)卧?/span>
鋼纖維混凝土（SFRC）彌補(bǔ)了素混凝土抗裂性的不足，為建立鋼纖維混凝土的力學(xué)本構(gòu)模型，本案例通過(guò)CAD隨機(jī)纖維3D插件建立隨機(jī)分布的纖維線模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)，通過(guò)梁?jiǎn)卧?em>纖維模型，研究細(xì)觀纖維混凝土梁在三點(diǎn)彎曲下的破壞特征及荷載位移曲線。
在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD隨機(jī)纖維3D V1.0插件建立隨機(jī)分布的線纖維三維模型，并將纖維及長(zhǎng)方體試件分別導(dǎo)出為.iges格式文件備用。
將導(dǎo)出的纖維模型文件以部件的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。
對(duì)纖維及試件分別設(shè)置材料屬性，其中纖維設(shè)置為梁截面并采用圓形剖面，且對(duì)梁方向進(jìn)行指派。
建立剛體加載板并與纖維混凝土細(xì)觀模型進(jìn)行裝配，并設(shè)置相互作用。
對(duì)纖維混凝土并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并將上部施加豎向位移進(jìn)行加載。
創(chuàng)建并提交作業(yè)，查看結(jié)果。
導(dǎo)出荷載位移曲線。
展開(kāi) Abaqus端鉤纖維混凝土建模教程
模型預(yù)覽
本案例為Abaqus內(nèi)建立的包括多面體骨料、端鉤纖維、長(zhǎng)方體砂漿基體在內(nèi)的三相纖維混凝土細(xì)觀模型。本案例僅提供一種端鉤纖維混凝土的參數(shù)化建模方案，生成Abaqus三維纖維混凝土幾何模型，并未涉及材料屬性、分析步、載荷等有限元模擬內(nèi)容。
建模教程
1.采用CAD多面體骨料及端鉤纖維3D插件設(shè)置模型參數(shù)，在AutoCAD內(nèi)建立端鉤纖維及混凝土骨料模型，模型共包含三個(gè)圖層，分別為端鉤纖維、多面體骨料、外側(cè)基體。
2.將端鉤纖維、多面體骨料、外側(cè)長(zhǎng)方體基體分別導(dǎo)出為iges格式，具體操作為在AutoCAD內(nèi)選擇文件-輸出-其他格式，然后選擇需要導(dǎo)出的對(duì)象，并回車確認(rèn)。
3.打開(kāi)Abaqus CAE，通過(guò)文件-導(dǎo)入-部件，將三份iges文件分別導(dǎo)入到Abaqus內(nèi)。
4.對(duì)三份部件進(jìn)行裝配，即可獲得完整的端鉤纖維混凝土模型。
5.可對(duì)手動(dòng)對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分等操作，繼續(xù)進(jìn)行下一步的有限元仿真模擬。
CAD多面體骨料及端鉤纖維3D建模插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1939674
展開(kāi) 三維隨機(jī)纖維-球體骨料細(xì)觀混凝土模型/細(xì)觀混凝土/纖維混凝土 ￥369
在前面的視頻中已經(jīng)有了三維隨機(jī)球體骨料的細(xì)觀模型建立方法和靜力抗壓仿真分析的方法（課程封面如圖）。
簡(jiǎn)單三維球體細(xì)觀模型的課程已更新一年半有余，后臺(tái)私信和留言中有不少同學(xué)咨詢“怎么添加纖維/有沒(méi)有纖維混凝土的模型”，由于之前一直在忙著干其他的事情，最近心血來(lái)潮，那么今天就寫(xiě)了這個(gè)帖子，分享自己關(guān)于在三維細(xì)觀混凝土模型中添加纖維的一些思路和腳本建立方法。
三維隨機(jī)纖維-球體骨料細(xì)觀混凝土模型——四相（砂漿、骨料、ITZ和纖維）組分的復(fù)合混凝土模型組成效果和仿真效果如下。
在前邊的三維隨機(jī)球體模型中，投放骨料的思路十分簡(jiǎn)單，只需要使用python代碼隨機(jī)生成一個(gè)球體特征數(shù)據(jù)，再與已存儲(chǔ)的球體數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷（判斷球心距與兩球體半徑之和）即可。若球心距大于半徑之和則存儲(chǔ)在骨料數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行下一個(gè)球體的生成與判斷；若小于，則不存儲(chǔ)，進(jìn)行下一個(gè)球體的生成判斷。最后使用python與abaqus之間的接口，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形即可。
把這個(gè)思路放到纖維與骨料之間的判斷中來(lái)，似乎也能進(jìn)行相應(yīng)的判斷。只需要生成隨機(jī)的纖維，用纖維端點(diǎn)坐標(biāo)與骨料球心坐標(biāo)，計(jì)算出球心到直線的距離就可以了，如下圖所示。
使用點(diǎn)到直線的距離公式判斷球體與纖維的相交，這樣看著好像沒(méi)啥問(wèn)題，但其實(shí)纖維能在混凝土中分布的區(qū)域已經(jīng)大大縮小了。如下圖所示，當(dāng)纖維的方向指向骨料時(shí)，雖然纖維與骨料并沒(méi)有相交，但簡(jiǎn)單地使用點(diǎn)到直線的距離公式，會(huì)被判斷為相交狀態(tài)，這根纖維就將被認(rèn)為不能放在混凝土中。
展開(kāi) 
Abaqus纖維混凝土3D 泡沫混凝土 三維隨機(jī)幾何 三維混凝土細(xì)觀 多面體骨料建模
模型實(shí)例
以下是Abaqus內(nèi)纖維混凝土的模型，纖維是采用三維圓柱體模擬的，混凝土內(nèi)的骨料采用的是實(shí)體的球體。纖維及骨料均可設(shè)置不同的尺寸，并且各類型的數(shù)目不受限制，即可設(shè)置多種纖維及球體骨料大小。
研究進(jìn)展
在Abaqus內(nèi)建立混凝土細(xì)觀模型，如鋼纖維混凝土、不干涉球體骨料、多面體骨料模型等，是進(jìn)行混凝土性能研究的主流方法之一。而在進(jìn)行Abaqus混凝土細(xì)觀模擬時(shí)，隨機(jī)骨料及隨機(jī)纖維等幾何模型的構(gòu)件是主要的難點(diǎn)所在。
為了在Abaqus內(nèi)建立混凝土模型，有學(xué)者采用Abaqus命令的方式，但這需要有一定的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，并且需要反復(fù)改參、調(diào)試，極為不便。也有采用Abaqus混凝土建模插件實(shí)現(xiàn)的方式，這極大的節(jié)省了模型建立的耗時(shí)，如Abaqus混凝土多邊形或Abaqus混凝土三維球體骨料插件等，但其實(shí)現(xiàn)的模型較為簡(jiǎn)單，幾何模型單一。
建模方案
這里介紹一種通過(guò)AutoCAD軟件建立纖維混凝土三維模型后導(dǎo)入到Abaqus內(nèi)的方式。可實(shí)現(xiàn)多種混凝土模型的快速構(gòu)建。CAD導(dǎo)入Abaqus的方法簡(jiǎn)單，將CAD文件輸出為.sat格式，然后在Abaqus內(nèi)選擇導(dǎo)入部件，選擇對(duì)應(yīng)的.sat文件即可。
下面是通過(guò)該方法建立的Abaqus隨機(jī)幾何模型。
插件介紹
本插件可以生成多種形式的隨機(jī)三維幾何，用于Abaqus混凝土模型的建立，也可用于再生骨料混凝土、泡沫混凝土、加氣混凝土等方面。理論上講，只要幾何存在相似性，可進(jìn)行模型簡(jiǎn)化的，均可采用這種方式進(jìn)行建模。
插件的詳細(xì)介紹及下載見(jiàn)下方鏈接：
CAD隨機(jī)幾何3D插件
展開(kāi) comsol聯(lián)合Matlab生成纖維、骨料細(xì)觀混凝土模型（附球形骨料代碼、纖維代碼） ￥99
本課程旨在介紹如何利用matlab與comsol連接，并利用matlab語(yǔ)言批量對(duì)comsol進(jìn)行幾何建模，生成復(fù)雜、隨機(jī)的模型，如纖維、骨料等。可根據(jù)需要進(jìn)行開(kāi)裂分析等，效果圖如下：
寫(xiě)在前面：[首先確定自己已安裝COMSOL Multiphysics 5.6 with MATLAB，
如果電腦上先安裝comsol，再安裝matlab的話一般不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)程序。
解決方法：卸載已安裝的comsol，先安裝matlab，再安裝comsol，在安裝過(guò)程中會(huì)提示關(guān)聯(lián)matlab，安裝完成后即可出現(xiàn)該程序。]
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comsol與matlab連接之隨機(jī)球形骨料生成腳本教學(xué)
（1）運(yùn)行COMSOL Multiphysics 5.6，并以此點(diǎn)擊模型向?qū)АS→完成。此時(shí)在模型開(kāi)發(fā)器中右鍵幾何，選擇球體
此時(shí)我們可以定義球體半徑為2，坐標(biāo)[x,y,z]為[3，4，5]并構(gòu)建選定對(duì)象，如下圖所示
至此為止，我們已在comsol中生成了1個(gè)球體，那么接下來(lái)介紹如何利用Matlab生成一定數(shù)量和半徑的球體。
展開(kāi) 細(xì)觀纖維混凝土建模腳本
有需要的可以私聊
ANSYS\ABAQUS纖維混凝土細(xì)觀骨料模型建立及網(wǎng)格劃分 ￥1.1
《基于三維隨機(jī)細(xì)觀模型的珊瑚混凝土力學(xué)性能模擬》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質(zhì)混凝土有限元模型。</p><p class="ql-align-justify">相比均質(zhì)有限元模型，非均質(zhì)有限元模型的仿真結(jié)果可信度更高，仿真效果更好，與實(shí)際破壞情況更為吻合，該方法具有廣泛的運(yùn)用前景，可用于靜態(tài)力學(xué)試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)力學(xué)試驗(yàn)、爆破領(lǐng)域、建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域等。</p><p class="ql-align-justify">在有限元分析中，網(wǎng)格質(zhì)量的好壞極大程度影響模擬的收斂性，尤其對(duì)于顯式動(dòng)態(tài)分析案例中，為了避免網(wǎng)格畸變導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)、計(jì)算結(jié)果不收斂等問(wèn)題，大多采用六面體網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算。因此，本文對(duì)非均質(zhì)纖維混凝土模型分別進(jìn)行了四面體網(wǎng)格、六面體網(wǎng)格劃分的對(duì)比，并對(duì)該類網(wǎng)格劃分問(wèn)題的步驟進(jìn)行闡述。</p><p class="ql-align-justify">步驟一：采用Python、Fortran、APDL等編程語(yǔ)言生成隨機(jī)骨料及纖維，判定骨料與骨料之間，纖維與纖維之間，纖維與骨料之間互不侵入。基于此，生成骨料半徑、中心坐標(biāo)，纖維起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的坐標(biāo)。</p><p class="ql-align-justify">步驟二：將坐標(biāo)信息導(dǎo)入ANSYS或ABAQUS中，結(jié)合軟件自帶建模語(yǔ)言進(jìn)行建模及網(wǎng)格劃分，四面體網(wǎng)格可通過(guò)hypermesh進(jìn)行精細(xì)網(wǎng)格劃分，也可采用自編網(wǎng)格投影法進(jìn)行六面體網(wǎng)格劃分，不同方法均存在利弊。六面體網(wǎng)格計(jì)算時(shí)間大量縮短，但骨料形狀為類球體，是否能投影為球體與單元網(wǎng)格尺寸大小有關(guān)，四面體網(wǎng)格計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，劃分形狀與球體基本一致。</p><p class="ql-align-justify">步驟三：進(jìn)行材料、單元幅值，開(kāi)展不同有限元分析。
展開(kāi) CAD纖維混凝土2D插件 纖維混凝土建模 ￥699
功能說(shuō)明
插件可在AutoCAD軟件內(nèi)生成二維纖維混凝土模型，模型可導(dǎo)入COMSOL、Abaqus、ANSYS等有限元軟件內(nèi)，用于纖維混凝土的仿真模擬。
插件生成的纖維混凝土模型包括骨料、界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）、纖維、孔隙、砂漿基體等部分，且每部分分圖層進(jìn)行繪制，方便分別導(dǎo)入到其他軟件內(nèi)。
說(shuō)明提醒
插件需要注冊(cè)，注冊(cè)后可永久使用，版本更新不影響注冊(cè)狀態(tài)，注冊(cè)請(qǐng)聯(lián)系QQ：1135122921。
樣圖下載
纖維混凝土2D樣圖.rar
CAD多面體骨料及端鉤纖維3D建模插件 ￥3999
插件介紹
CAD多面體骨料及端鉤纖維3D建模插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)隨機(jī)建立三維多面體以及帶有端部彎鉤的纖維模型。插件生成的模型之間均不會(huì)相交，可控制試件、多面體、纖維的尺寸、形狀、數(shù)量等參數(shù)；可實(shí)現(xiàn)鋼纖維混凝土等復(fù)合材料三維幾何模型參數(shù)化構(gòu)建，實(shí)體模型可導(dǎo)入LS-Dyna、ANSYS、HFSS、Workbench、COMSOL、ABAQUS等有限元軟件直接進(jìn)行仿真模擬，也可導(dǎo)入Hypermesh、ANSA等CAE前處理工具進(jìn)行劃分網(wǎng)格，或進(jìn)行彎鉤纖維、多面體骨料的三維模型繪圖渲染，用于科研繪圖。
模型說(shuō)明
插件建立的模型包含外側(cè)砂漿長(zhǎng)方體基體，端彎鉤纖維，多面體骨料三部分，三部分分圖層繪圖，方便批量操作。
模型可導(dǎo)入有限元軟件內(nèi)，實(shí)現(xiàn)三維纖維混凝土、鋼纖維、彎曲纖維、端鉤纖維、多面體骨料等模型的構(gòu)建。
ANSYS Workbench LS-DYNA端鉤纖維及多面體骨料模型。
ABAQUS彎曲纖維混凝土細(xì)觀。
COMSOL端部彎鉤纖維、鋼纖維、三維骨料混凝土。
參數(shù)說(shuō)明
試件參數(shù)：長(zhǎng)度、寬度、高度。
骨料參數(shù)：最小粒徑、最大粒徑、骨料面數(shù)、骨料個(gè)數(shù)。
纖維參數(shù)：纖維控制參數(shù)如圖所示，d為纖維的直徑。
適用版本
插件可運(yùn)行在Windows7、8、10、11系統(tǒng)上，支持AutoCAD2007~2024及以上版本。
展開(kāi) ANSYS混凝土三維隨機(jī)骨料 混凝土細(xì)觀 隨機(jī)球體 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料建模
研究進(jìn)展
通過(guò)ANSYS進(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的構(gòu)建是進(jìn)行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內(nèi)構(gòu)建混凝土細(xì)觀模型是分析的前提。現(xiàn)階段在ANSYS內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)混凝土模型構(gòu)建的主流方法是通過(guò)APDL命令流等形式，這要求研究者應(yīng)具有一定的程序設(shè)計(jì)能力。
為了方便快捷的構(gòu)建出混凝土細(xì)觀幾何模型，這里提出另一種建模方案，通過(guò)AutoCAD模型導(dǎo)入的方式，實(shí)現(xiàn)無(wú)編程構(gòu)建混凝土隨機(jī)骨料。
模型構(gòu)建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機(jī)球體顆粒插件在AutoCAD內(nèi)構(gòu)建三維球體幾何模型：
插件可指定生成隨機(jī)分布的不相交的球體顆粒，同時(shí)生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長(zhǎng)方體基體。同時(shí)對(duì)顆粒的粒徑大小、比例等都能進(jìn)行控制。
將生成的三維球體幾何模型導(dǎo)出為.sat格式文件備用。
2、ANSYS Workbench 導(dǎo)入
打開(kāi)ANSYS Workbench，在幾何內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)入預(yù)先保存的.sat文件：
后續(xù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分等操作，在ANSYS Workbench內(nèi)進(jìn)行即可：
插件下載
建模用到的CAD插件下載：
CAD隨機(jī)球體顆粒插件
展開(kāi) 
ANSYS纖維混凝土 三維隨機(jī)纖維 鋼纖維 纖維復(fù)合材料建模
在ANSYS內(nèi)構(gòu)建隨機(jī)分布的纖維除了采用命令流的方式外，還可以采用AutoCAD模型導(dǎo)入的方法，在這里對(duì)CAD生成隨機(jī)纖維及導(dǎo)入ANSYS進(jìn)行詳細(xì)介紹。
首先采用CAD隨機(jī)三維纖維插件進(jìn)行纖維及基體材料的幾何模型構(gòu)建，插件可指定數(shù)目、直徑、長(zhǎng)度、角度的三維分布的圓柱體纖維，插件嚴(yán)格控制纖維之間不發(fā)生干涉，同時(shí)插件會(huì)在CAD內(nèi)生成與圓柱體纖維相適配的帶有空洞的長(zhǎng)方體基體。
設(shè)置好參數(shù)運(yùn)行CAD隨機(jī)三維纖維插件，生成所需要的三維纖維幾何模型，模型建立完成后，需要另存為.sat文件，以備ANSYS導(dǎo)入。
打開(kāi)ANSYS Workbench，新建一個(gè)分析，在Geometry上右鍵，選擇導(dǎo)入剛才保存的.sat纖維模型文件：
模型是包括圓柱體纖維、帶孔的長(zhǎng)方體基體兩部分。纖維及長(zhǎng)方體基體均為實(shí)體。
生成后就可以進(jìn)行網(wǎng)格劃分、模擬分析等操作了。
建模所用到的插件：
CAD_隨機(jī)三維纖維插件
展開(kāi) 二維混凝土細(xì)觀模型
基于Python語(yǔ)言對(duì)abaqus進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，從細(xì)觀層面建立混凝土細(xì)觀模型，根據(jù)二維平面瓦拉文公式，實(shí)現(xiàn)多級(jí)配骨料含量細(xì)觀模型建立。需要的聯(lián)系我QQ827590183
LSDYNA聚能射流侵徹細(xì)觀混凝土靶 ￥50
算例為聚能射流侵徹細(xì)觀混凝土。細(xì)觀混凝土靶由程序生成。
炸藥為8701；殼體為鋁，PK模型；藥型罩為銅，JC模型；
相比于均質(zhì)化模型，細(xì)觀模型能夠較好的呈現(xiàn)混凝土在射流侵徹作用下的裂紋演化過(guò)程。
混凝土細(xì)觀模型壓縮拉伸數(shù)值模擬
基于Python語(yǔ)言對(duì)abaqus進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，從細(xì)觀層面建立混凝土細(xì)觀模型，根據(jù)瓦拉文公式計(jì)算出多級(jí)配骨料含量，實(shí)現(xiàn)多級(jí)配骨料隨機(jī)投放與干涉檢驗(yàn)，建立圓形，多邊形骨料模型。基于細(xì)觀模型壓縮，拉伸數(shù)值模擬調(diào)試收斂。需要幫助私聊我QQ827590183
