三維多面體3D的案例
Abaqus 三維多面體骨料 隨機多面體3D 無干涉多面體骨料模型
在三維混凝土細觀模型的構(gòu)建過程中，為了簡化建模及模擬過程多采用二維模型，如采用圓形或多邊形來近似取代混凝土內(nèi)的粗骨料，部分學者采用的三維模型較多是把骨料簡化為球形來進行建模，而在混凝土中，骨料多為不規(guī)則的多面體形式，這就使得模型與實際產(chǎn)生一定的差異。
而在Abaqus建模過程中隨機多面體骨料的生成以及多面體骨料的干涉判別是幾何模型的難點。這里提供一種快速高效的三維凸多面體骨料建模的方案，以實現(xiàn)不同集配的混凝土隨機多面體骨料模型。
建模教程
首先采用CAD隨機多面體3D插件在AutoCAD內(nèi)生成所需要的三維混凝土細觀模型。
將該模型分圖層導出為.iges格式文件，這里分圖層導出是為了可以分部件導入到Abaqus軟件內(nèi)，更方便材料賦值、網(wǎng)格劃分等操作。
本模型共導出四個iges文件，分別是帶有多面體孔洞的基體材料以及三種不同粒徑的多面體。然后將iges文件分別導入到Abaqus內(nèi)，對部件進行裝配。
最后進行材料賦值、接觸指定、網(wǎng)格劃分、邊界條件、模擬計算等操作即可。
插件下載
CAD隨機多面體3D插件
模型樣圖
隨機多面體骨料_AbyssFish.rar
展開 Abaqus纖維混凝土3D 泡沫混凝土 三維隨機幾何 三維混凝土細觀 多面體骨料建模
模型實例
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。
研究進展
在Abaqus內(nèi)建立混凝土細觀模型，如鋼纖維混凝土、不干涉球體骨料、多面體骨料模型等，是進行混凝土性能研究的主流方法之一。而在進行Abaqus混凝土細觀模擬時，隨機骨料及隨機纖維等幾何模型的構(gòu)件是主要的難點所在。
為了在Abaqus內(nèi)建立混凝土模型，有學者采用Abaqus命令的方式，但這需要有一定的程序設(shè)計基礎(chǔ)，并且需要反復改參、調(diào)試，極為不便。也有采用Abaqus混凝土建模插件實現(xiàn)的方式，這極大的節(jié)省了模型建立的耗時，如Abaqus混凝土多邊形或Abaqus混凝土三維球體骨料插件等，但其實現(xiàn)的模型較為簡單，幾何模型單一。
建模方案
這里介紹一種通過AutoCAD軟件建立纖維混凝土三維模型后導入到Abaqus內(nèi)的方式?？蓪崿F(xiàn)多種混凝土模型的快速構(gòu)建。CAD導入Abaqus的方法簡單，將CAD文件輸出為.sat格式，然后在Abaqus內(nèi)選擇導入部件，選擇對應(yīng)的.sat文件即可。
下面是通過該方法建立的Abaqus隨機幾何模型。
插件介紹
本插件可以生成多種形式的隨機三維幾何，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，可進行模型簡化的，均可采用這種方式進行建模。
插件的詳細介紹及下載見下方鏈接：
CAD隨機幾何3D插件
展開 COMSOL隨機多面體骨料 三維凸多面體骨料 無規(guī)則孔隙 三維混凝土細觀 三維骨料模型
混凝土模型
三維混凝土細觀模型的建立是進行混凝土性能模擬的有效方法，而在comsol建模過程中隨機凸多面體骨料的生成是幾何模型的難點。這里提供一種快速高效的三維凸多面體骨料建模的方案，以實現(xiàn)不同集配的混凝土模型。
建模教程
首先采用CAD隨機多面體3D插件在AutoCAD內(nèi)生成所需要的三維混凝土細觀模型。
將該模型分圖層導出為.iges格式文件，這里分圖層導出是為了可以分部件導入到comsol軟件內(nèi)，更方便材料賦值等操作。
本模型共導出四個iges文件，分別是帶有多面體孔洞的基體材料以及三種不同粒徑的多面體。
然后將iges文件分別導入到comsol內(nèi)，這里建議每導入一部分后緊接著進行材料賦值操作，材料賦值完成并將該部分隱藏，然后再導入另一部分，否則可能會出現(xiàn)材料賦值難以選取的問題。
最后進行網(wǎng)格劃分、邊界條件、模擬計算等操作即可。
這里再放一張賦值不同材料后的模型：
插件下載
CAD隨機多面體3D插件
模型樣圖
隨機多面體骨料_AbyssFish.rar
展開 ANSYS隨機多面體骨料 三維多面體投放 隨機骨料混凝土細觀模型
模型采用CAD隨機多面體3D插件建立并導入ANSYS軟件。
在ANSYS內(nèi)進行網(wǎng)格劃分。
ANSYS隨機多面體骨料模型，采取精確的干涉判斷，采用多面體相交判別程序，不同于常見的球體干涉，本程序可達到更好的隨機度，以實現(xiàn)大粒徑與小粒徑的匹配度。
三維隨機多面體骨料（隨機多邊形）建模
此外在磨削分析中，將磨料建模為指定粒徑的隨機凸多面體可更好的考慮磨具中的磨粒對被磨削固體表面擠壓和沿表面運動所引起的損失或材料流失。
2.建模方法
目前對于三維隨機骨料模型，主要有以下三種建模方法：
方法一：將顆粒增強復合材料結(jié)構(gòu)離散為體素模型，根據(jù)骨料含量模型中的一部分單元被假設(shè)為增強材料（骨料），另一部分單元作為基體材料（水泥、瀝青、樹脂等），該模型可用于研究骨料含量對材料力學性質(zhì)的影響。
方法二：將顆粒增強復合材料中的增強材料（骨料）假設(shè)為圓形、橢圓形或正多面體顆粒；該模型可考慮骨料的含量、隨機分布和級配，但是由于骨料的形狀為固定形狀（與實際相差太遠），無法體現(xiàn)不同骨料之間的形狀特點的隨機性。
方法三：將顆粒增強復合材料中的骨料結(jié)構(gòu)考慮為隨機多面體，該模型可較好的考慮骨料的含量、隨機分布、級配和骨料形狀的隨機性。
本文主要介紹該類型隨機多面體（多邊形）骨料模型的建模方法。
3.單個隨機多面體（多邊形）骨料模型
本文按照以下步驟，基于ABAQUS開發(fā)Python腳本：
第一步根據(jù)所需的骨料級配，在一定粒徑下建立所需尺寸的外接球。
第二步建立與球體外切的正六面體模型。
第三步對正六面體模型進行隨機切割，切割過程中應(yīng)保證骨料模型為凸多邊形。
第四步取出所需的隨機多面體骨料模型。
4.主要代碼
開發(fā)單個三維隨機骨料模型可先在ABAQUS/CAE中進行建模，然后參考rpy文件生成的python腳本，選擇所需的語句進行開發(fā)。
展開 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)；可實現(xiàn)鋼纖維混凝土等復合材料三維幾何模型參數(shù)化構(gòu)建，實體模型可導入LS-Dyna、ANSYS、HFSS、Workbench、COMSOL、ABAQUS等有限元軟件直接進行仿真模擬，也可導入Hypermesh、ANSA等CAE前處理工具進行劃分網(wǎng)格，或進行彎鉤纖維、多面體骨料的三維模型繪圖渲染，用于科研繪圖。
模型說明
插件建立的模型包含外側(cè)砂漿長方體基體，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。
模型可導入有限元軟件內(nèi)，實現(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彎曲纖維混凝土細觀。
COMSOL端部彎鉤纖維、鋼纖維、三維骨料混凝土。
參數(shù)說明
試件參數(shù)：長度、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
插件可運行在Windows7、8、10、11系統(tǒng)上，支持AutoCAD2007~2024及以上版本。
展開 Abaqus隨機多面體骨料及界面過渡區(qū)ITZ三維模型建模
建模教程
首先采用CAD隨機多面體&過渡區(qū)3D插件進行模型的構(gòu)建，模型構(gòu)建時只需要設(shè)置好相應(yīng)的建模參數(shù)，插件會自動在AutoCAD軟件內(nèi)建立起隨機分布的三維多面體與界面過渡區(qū)（ITZ）模型，隨機多面體及界面過渡區(qū)的厚度等模型參數(shù)均可指定。
隨機多面體模型的建立，實現(xiàn)多面體骨料以及多面體三維過渡區(qū)的幾何模型：
有限元模型
在AutoCAD軟件內(nèi)將外部基體、骨料、過渡區(qū)分別導出為iges格式文件，在Abaqus內(nèi)對這三份文件分別導入部件，并進行裝配：
建立起隨機多面體骨料及界面過渡區(qū)的Abaqus幾何模型：
后續(xù)可進行模型的力學分析等。
建模插件：
CAD_隨機多面體&過渡區(qū)插件
展開 ABAQUS三維多面體骨料密堆積混凝土細觀抗壓模擬
創(chuàng)建作業(yè)并提交分析，查看三維多面體骨料密堆積混凝土細觀模型受壓模擬結(jié)果。
三維骨料模型（多面體、球、隨機纖維）
幾個最近利用python腳本在ABAQUS中建立的模型。
歡迎私信或者聯(lián)系QQ1511646430進行交流。
Abaqus三維隨機多面體插件 Random Polyhedron Aggregate 淵魚 ￥188
插件介紹
AbyssFish – Random Polyhedron Aggregate 插件可在Abaqus軟件內(nèi)批量生成隨機分布的三維多面體骨料模型。插件可指定骨料分布的區(qū)域、三種尺寸的粒徑分布范圍、多面體面數(shù)、各尺寸骨料的數(shù)量等信息，同時可控制骨料間的最小間距及插件的運行時間控制。
使用說明
插件采用點-線-面-體的三維幾何生成算法，以模擬多面體骨料的外形。算法自動優(yōu)化骨料體型，防止骨料中出現(xiàn)極小面而影響后期的網(wǎng)格劃分。
插件采取隨機投放方式，模擬骨料在混凝土內(nèi)的分布模型。隨機投放中進行嚴格的骨料干涉判別，確保不存在骨料相交及骨料出界情況。同時插件可指定骨料最小間距參數(shù)，確?；w網(wǎng)格能有效劃分。
參數(shù)說明
Length、Width、Height：骨料投放區(qū)域的長度、寬度、高度，分別對應(yīng)X、Y、Z軸中(0~值)的坐標區(qū)域范圍，單位全局統(tǒng)一即可。
Size_max、Size_mid、Size_min：大中小三種粒徑的分布區(qū)間，設(shè)置多面體粒徑。粒徑區(qū)間設(shè)置可連續(xù)也可不連續(xù)，可指定所有粒徑大小一致。
Face_N：當前粒徑的多面體面數(shù)，控制骨料的形狀。
Number：當前粒徑多面體的個數(shù)，控制骨料的投放數(shù)目。
Minimum Spacings：多面體間的最小間距，使得骨料之間存在一定的間距，避免出現(xiàn)骨料緊密相鄰現(xiàn)象的發(fā)生。由于骨料間是基體部件，若骨料過于緊密，勢必造成基體中出現(xiàn)狹窄的區(qū)域，這對網(wǎng)格劃分極為不利，因此合理設(shè)置最小間距參數(shù)可確保模型的真實性同時又能保證模擬的收斂性。
Maximum Iteration：最大迭代次數(shù)，控制程序的運行時間。
展開 CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D插件 ￥3499
（CAD2010文件）
CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D樣圖.rar
ANSYS Workbench三維隨機多面體骨料混凝土細觀
在三維混凝土細觀的有限元模擬中，混凝土細觀幾何模型的建立是仿真前提，也是其難點。在ANSYS內(nèi)高效的建立三維幾何模型以匹配混凝土中多面體骨料的外形、分布、級配等參數(shù)，是三維混凝土細觀有限元仿真模擬的關(guān)鍵。
隨機多面體骨料3D模型的建立可采用CAD隨機多面體3D插件在AutoCAD內(nèi)參數(shù)化建模后導入Workbench，插件可指定多面體骨料的三組粒徑范圍，以實現(xiàn)不同級配的混凝土細觀模型；可設(shè)置每組粒徑的骨料數(shù)量，以實現(xiàn)不同的骨料比例；可設(shè)置多面體的面數(shù)，以匹配不同的骨料外形。
在AutoCAD內(nèi)將隨機骨料模型導出為IGES格式后，即可導入到ANSYS Workbench內(nèi)。導入的模型包含圖層信息，可在SpaceClaim內(nèi)批量對不同部件進行賦值材料等修改操作。
打開模型，即可在ANSYS Workbench內(nèi)對三維多面體骨料混凝土細觀模型進行后續(xù)的模擬操作。
模型導入后，ANSYS會自動設(shè)置骨料與外側(cè)基體的接觸對，如默認設(shè)置不符也可手動調(diào)整修改。
對模型施加荷載并進行仿真分析。
CAD隨機多面體3D插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1893948
展開 ABAQUS三維多面體骨料密堆積混凝土細觀建模
ABAQUS三維多面體骨料密堆積建模通過重力堆積算法構(gòu)建混凝土細觀結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)隨機分布模型與實際骨料沉降行為的偏差，更精準反映骨料在混凝土中的分布特征，可實現(xiàn)高骨料占比下的力學響應(yīng)模擬，為混凝土損傷機理研究、材料參數(shù)標定及多尺度耦合分析提供可靠依據(jù)。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維混凝土多面體骨料重力密堆積模型。
混凝土細觀骨料堆積模型采用CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D插件生成，在AutoCAD內(nèi)建立模型后將骨料導出為iges格式文件。
在ABAQUS CAE中將骨料模型導入建立部件，如需對不同骨料分別設(shè)置材料屬性也可將骨料分為三個部件分別導入。
對混凝土細觀模型中的各組分設(shè)置不同的材料屬性，在混凝土細觀研究中可選用EasyCDP_Mortar&ITZ插件生成混凝土損傷塑性模型材料。
采用四面體單元進行混凝土骨料的網(wǎng)格劃分。
建立不同骨料部件的裝配。
或是通過AutoCAD軟件對骨料進行處理后導出卵石狀骨料模型，并導入到ABAQUS內(nèi)。
如需進行三維混凝土細觀受壓損傷開裂方面的仿真模擬也可參考ABAQUS三維混凝土細觀受壓損傷斷裂數(shù)值模擬視頻教程。
展開 CAD多面體密堆積3D插件 ￥2899
（CAD2010文件）
CAD多面體密堆積3D樣圖.zip
ABAQUS三維隨機多面體骨料及ITZ細觀混凝土建模
本案例介紹通過CAD隨機多面體&過渡區(qū)3D插件建立隨機分布的三維多面體骨料及界面過渡區(qū)細觀混凝土模型，并將模型導入ABAQUS內(nèi)進行多相材料的指定。
在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD隨機多面體&過渡區(qū)3D V1.0插件建立隨機投放的多面體骨料、界面過渡區(qū)(ITZ)部件及水泥砂漿基體三維模型。插件在建模時已將不同組分分圖層繪制，方便批量導出及后續(xù)的材料指定。這里將砂漿、ITZ、不同粒徑的骨料分別導出為iges格式文件。
將導出的iges模型文件以部件的形式導入到ABAQUS內(nèi)。
可對多面體骨料、ITZ、砂漿分別手動設(shè)置材料，也可采用EasyCDP插件快速生成混凝土損傷塑性材料后，再指派到砂漿及ITZ部件。
在裝配中將兩組多面體骨料、水泥砂漿、過渡區(qū)部件進行裝配，完成三維細觀混凝土模型的建模。
CAD_隨機多面體&過渡區(qū)插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1909149
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