骨料生成
關注創建者：靜默本無緣 創建時間：2021-04-15
骨料生成的視頻教程
ABAQUS細觀混凝土隨機骨料、鋼纖維建模(Python二次開發)
基于Python二次開發參數化建模，建立ABAQUS二維、三維細觀混凝土中隨機骨料、鋼纖維的投放分布模型，包括： 1. 球形骨料隨機生成、投放和相交判斷； 2. 橢球形骨料隨機生成、投放和相交判斷； 3. 圓柱體骨料隨機生成、投放和相交判斷； 4. 正多面體骨料隨機生成、投放和相交判斷(咨詢)； 5. 隨機凹凸多面體骨料隨機生成、投放和相交判斷(咨詢)； 6.
￥200 8小時49分鐘 13853播放
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ABAQUS Python二次開發第二季(后處理篇)
周期性分布球形骨料生成，參數化調整球形骨料大小、骨料個數、骨料分布和骨料間距； 2. 周期性分布橢球形骨料生成，參數化調整橢球形骨料大小、橢球形骨料個數、橢球形骨料分布、橢球形骨料間距、橢球骨料縱橫比以及橢球形骨料取向； 3. ABAQUS Python提取任意幾何體的面積、體積； 4.
￥200 11小時9分鐘 3294播放
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ABAQUS混凝土細觀隨機多面體骨料建模 (Python二次開發)
隨機多面體骨料實現fuller級配骨料粒徑分布； 11.?隨機多面體骨料投放邊生成邊投放，以及先生成再按從大到小投放（Numpy排序函數）； 12.?隨機多面體骨料投放后模型渲染處理技巧； 13.?隨機凹凸多面體骨料生成、投放、相交判斷建模過程的程序調試經驗、技術、技巧。
￥498 6小時1分鐘 11891播放
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骨料生成的實例教程
本課程旨在介紹如何利用matlab與comsol連接，并利用matlab語言批量對comsol進行幾何建模，生成復雜、隨機的模型，如纖維、骨料等。可根據需要進行開裂分析等，效果圖如下：
寫在前面：[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的話一般不會出現這個程序。
解決方法：卸載已安裝的comsol，先安裝matlab，再安裝comsol，在安裝過程中會提示關聯matlab，安裝完成后即可出現該程序。]
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comsol與matlab連接之隨機球形骨料生成腳本教學
（1）運行COMSOL Multiphysics 5.6，并以此點擊模型向導→三維→完成。此時在模型開發器中右鍵幾何，選擇球體
此時我們可以定義球體半徑為2，坐標[x,y,z]為[3，4，5]并構建選定對象，如下圖所示
至此為止，我們已在comsol中生成了1個球體，那么接下來介紹如何利用Matlab生成一定數量和半徑的球體。
展開 Abaqus 混凝土多邊形骨料生成插件 ￥188
Abaqus隨機多邊形骨料生成插件可生成指定顆粒集配及比例的二維混凝土細觀模型，模型包含砂漿區域、多邊形骨料、界面過渡區（Interface Transition Zone, 簡稱ITZ）等部分?？捎糜诨炷良氂^模擬等方面。
使用須知：
1、集料的的最小邊數不宜小于5；
2、集料所能達到的最大體積比與集配及最小間距關系較大；
3、實際生成的界面過渡區厚度與設計值略有偏差；
注意：軟件需要注冊，將注冊編號發給作者獲取注冊文件。
可聯系作者QQ：1135122921 獲取軟件及完成注冊，價格一致。
注冊編號見插件運行后Abaqus下方的信息提示欄。
插件解壓后將文件夾置于C:\Users\“用戶名”\abaqus_plugins文件夾；或abaqus工作目錄\abaqus_plugins下。打開軟件Plug-ins菜單下運行。
展開 在骨料生成中，目前多數腳本或者插件都是采用圓基生成，但是采用這種方式生成時，最高體積分數可能只能達到40%左右。采用PyQt的圖形處理功能，可以對顆粒輪廓進行檢測，進行高效的投放和重疊檢測。下圖通過橢圓投放對比一下圓基和利用PyQt輪廓檢測的區別。可以發現圓基生成中橢圓只有長軸處才可能靠近，輪廓檢測中橢圓的各個位置都可能靠近。這也是采用輪廓檢測生成方法可生成最高體積分數高于圓基的原因。
經過測試，本案例所述腳本生成的體積分數最高可達70%，這個最高體積分數會隨著級配變化，如果只是同粒徑骨料體積分數可能會低一點。
下面給出腳本的部分生成流程：
下面是利用這個方法生成的兩個案例：
歡迎私信或者聯系QQ1511646430進行交流。
附件中提供了一個用本案例所述腳本生成的體積分數為65%的隨機多邊形案例（cae文件，abaqus2019版）
案例.zip
展開 球形骨料的IGES文件生成python模塊
如果已知球形骨料的幾何信息（球心和半徑）在abaqus中生成骨料模型的方式需要對每個球創建part，然后Merge成一個part。如果骨料顆粒數量比較多，這樣實現起來比較復雜?；蛘咴贑AD中通過命令的方式畫出，然而CAD的autolisp語言比較不太易讀易寫。這個帖子中附件中提供了一個python模塊，可以快速輸出球形集合的IGES文件。根據使用環境下載對應python模塊附件
根據使用環境下載對應python模塊附件
導入模塊，添加球，然后輸出iges文件
import sys # 為導入模塊路徑，非必須
modPath = r'C:\Users\Desktop' # 模塊路徑，非必須
sys.path.append(modPath) # 模塊路徑，非必須
from igesWriter import IGESWriter # 導入模塊
file = IGESWriter('spheres.iges') # 提供文件名創建iges文件
file.addSphere(0.0, 0.0, 0.0, 1.0) # 按球心坐標(xc, yc, zc)和半徑r添加球
file.addSphere(5.0, 0.0, 0.0, 2.0) # 添加第二個球addSphere(xc, yc, zc, r)
file.export() # 輸出文件spheres.iges
3. 在Abaqus中選擇 文件->導入->部件，文件類型選擇iges，選擇第2步生成的iges文件即可生成骨料。
展開 ABAQUS插件——混凝土隨機骨料生成插件
插件信息：
插件用于生成混凝土二維隨機圓形骨料部件模型。
可指定構件的尺寸、骨料粒徑范圍、骨料比例、界面過渡區ITZ等信息。
也可用于生成abaqus孔隙材料。
注意：此插件僅用于生成二維隨機骨料模型，不包含接觸、力學計算，需自行指定材料參數及受力狀況。
插件詳情：
插件解壓后將文件夾置于C:\Users\“用戶名”\abaqus_plugins文件夾，或abaqus工作路徑下。打開軟件Plug-ins菜單下運行。
注冊編號見插件運行后Abaqus下方的信息提示欄。
可聯系本人QQ：1135122921，獲取軟件及注冊。
軟件更新：
2021/01/21 V2.5版發布
1、增添最大次數控制，防止程序死循環；
2、保留繪制草圖，便于修改；
3、新增骨料部件單獨繪制；
4、添加插件注冊識別功能；
2021/03/12 V3.0版發布
1、新增指定不同粒徑顆粒比例功能；
2、優化生成效率；
2021/03/13 V3.1版發布
1、新增粘結薄弱層繪制功能；
2、新增自動裝配部件；
插件下載：
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骨料生成的最新內容
模型中骨料按粒徑劃分為三個組別，并通過堆積算法實現高填充率的隨機密堆積排布，同時在每顆骨料外圍自動生成可設置厚度的ITZ層。插件分別對不同粒徑范圍的骨料、對應的ITZ以及水泥砂漿基體分圖層繪制，便于后續材料賦值與處理分析。
利用AutoCAD軟件將骨料、ITZ及水泥砂漿三類幾何部件分別導出為IGES格式文件。
該插件可實現多種單一形狀（如球形、橢球形和多面體）或混合形狀的骨料模型的生成，插件采用運動模擬的動態算法，能夠高效地生成高骨料體積分數的骨料模型，提高工作效率，在復合材料數值模擬研究領域具有廣闊的應用前景。</p><p>本插件適用的ABAQUS版本：ABAQUS 2024及以后的版本。</p><p><strong>2.
插件介紹
AbyssFish_RandomCircleAggregate2D V4.0 插件可在Abaqus內參數化生成隨機分布的圓形骨料及界面過渡區部件。插件可用于構建二維混凝土細觀模型，可指定模型的尺寸、圓形骨料的分布、界面層厚度等信息。
模型說明
插件采用三部件（Part）裝配方式，分別建立骨料-過渡區（ITZ）-砂漿三部件，并進行模型裝配。
隨機生成骨料：利用Monte Carlo方法，隨機生成符合一定分布規律的骨料顆粒，可以根據實際情況選擇不同的顆粒分布模型，如正態分布、均勻分布、Fuller級配曲線（Fuller curve）等。
3). 投放模擬：將生成的隨機骨料顆粒投放到試件內，可以考慮不同投放策略和方法，如均勻投放、集中投放等，模擬骨料在混凝土中的分布過程。
4).
3.1多面體骨料生成
單個凸多面體骨料的生成采用球體隨機切割算法，算法的基本原理為首先在球體表面隨機生成點位，通過點位的空間順序構建切割面，對球體進行切割操作，以構建單個凸多面體骨料模型。
隨機點位生成：在球體的表面隨機選擇點。通過在球坐標系統中隨機選擇角度來實現，然后將其轉換為笛卡爾坐標。確保生成的點位分布相對均勻，以避免在后續步驟中產生過于復雜或不均勻的切割面。
2 三維球形骨料模型的生成
參數化建模允許研究者通過調整一系列參數來控制模型的特性，例如骨料的大小、級配、分布等。這種可控性使得研究者能夠靈活地模擬不同情況下的混凝土結構，更好地理解材料的行為。三維球體骨料模型的構建采用CAD隨機球體顆粒&過渡區插件。
骨料填充模型的繪制方法-ANSYS APDL命令的使用-不同形狀-不同大小的圖形填充
在材料科學和工程領域，我們經常面臨一個挑戰：如何在材料內部隨機生成加強骨料或缺陷孔隙。這種隨機性的引入對于模擬材料的真實行為至關重要，因為它可以更好地反映材料在實際應用中的復雜性和不確定性。
</p><p class="ql-align-justify">步驟一：采用Python、Fortran、APDL等編程語言生成隨機骨料及纖維，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?；诖?，生成骨料半徑、中心坐標，纖維起始點和終止點的坐標。
源碼類
混凝土隨機骨料模型（Python源碼） https://www.yqgqt.org.cn/post/1193620
三維隨機骨料模型（MATLAB源碼） https://www.yqgqt.org.cn/post/1193922
ABAQUS插件
ABAQUS混凝土隨機圓形骨料生成插件 https://www.yqgqt.org.cn
POLARIS_MesoConcrete就是采用的該方法，也能生成體素骨料模型。
我們還可以對上述代碼進行豐富，半徑可以設置為滿足一定的分布規律，這里提醒：顆粒盡量從大尺寸到小尺寸的次序進行投遞，可以增大顆粒投遞成功的概率。
另外也可以增加ITZ層，只需要在刨切的時候，在顆粒中心位置同時生成一個變半徑的同心圓即可。
