顆粒建模的案例
模型分享012——二維隨機顆粒建模及仿真應用 ￥99
圖3 隨機直徑顆粒建模
簡單嘗試
通過腳本文件生成了在0.075-0.125mm范圍內的隨機顆粒，模擬明膠微球，基體材料為生物材料GelMA,采用一端擠壓的方式模擬“明膠顆粒—GelMA”混合墨水的擠壓狀態和應力變化情況，以及鋁基復合材料的車削過程，分析顆粒在受力時發生的變化。
圖4 “明膠顆粒—GelMA”應力分布圖
圖5 鋁基復合材料車削應力分布圖
擴展應用
通過腳本文件生成的隨機顆粒，不僅可以模擬“明膠顆粒和GelMA”混合墨水在擠出式打印中的形變和受力，甚至還可以模擬“明膠顆粒—GelMA—氣泡”這種復雜混合模型在擠出式打印中的延遲和形變情況，對于精確控制墨水的擠出量具有一定的應用前景。
圖6 多材料仿真模型構建
通過添加微信或者QQ可獲得操作視頻（已錄制隨時可發，未錄制需要一周制作）
WeChat & QQ：1489785835
仿真軟件ABAQUS 6.14-1
付費描述
二維隨機顆粒建模的仿真CAE文件和Python代碼，以及代碼的最便捷使用方式，可以實現零基礎的隨機顆粒建模操作，包學包會，。（無需子程序）
展開 ABAQUS中DEM顆粒建模
近期很多人私信我用ABAQUS軟件模擬土塊堆積，需要用到顆粒DEM和FEM聯合仿真，本期進行顆粒建模過程展示。
1.CAE建模
構建一個正方體部件，將其裝配并劃分網格
顆粒是在網格節點處生成，網格布種大小要大于顆粒直徑，防止粒子干涉
單元類型為C3D8R單元
2.修改inp文件
將C3D8R單元類型改為pd3d單元
**賦予顆粒屬性
*Discrete Section, elset=顆粒集合名稱, density=顆粒密度, alpha=顆粒阻尼
顆粒半徑
**定義顆粒表面
*Surface, name=顆粒表面名稱
裝配后部件名稱.顆粒集合名稱,
**定義顆粒接觸
（1）法向接觸
（2）切向接觸
參與計算的顆粒均為解析剛體，因此增量步需為固定增量步。
重要的是C3D8R單元轉換為pd3d單元
inp文件中最大單元節點編號為1331，生成粒子數為1331個
在excel中編輯
按此規律依次排列到1331，1331
將其復制替換原來的網格單元即可
展開 Ansys正式收購領先顆粒動力學仿真軟件Rocky
主要亮點
Ansys產品組合將再添Rocky DEM，幫助工程師解決極具挑戰性的涉及離散固體間復雜多物理場相互作用的設計問題
Rocky DEM軟件能為散體材料和固體處理流程相關的各種跨行業應用提供建模，幫助用戶在設計階段早期評估顆粒和與顆粒相關設備的動態行為
與Ansys生態系統更深入地集成，讓顆粒動力學分析更廣泛地集成于涉及Ansys結構和流體分析的應用
全球工程仿真軟件領導者及創新者Ansys近日宣布正式收購工程仿真與科學軟件公司Rocky DEM（以下簡稱“Rocky”）。通過本次收購，Ansys再添領先的離散元模擬方法（DEM）工具Rocky，以及分布在巴西、西班牙和美國的一支由開發人員、應用支持技術人員和面向客戶的員工組成的專業團隊。預計此次收購不會對Ansys 2023年的合并財務報表產生重大影響。
Rocky是Ansys長期渠道合作伙伴工程仿真與科學軟件（ESSS）的子公司，也是致力于離散力學問題建模的工程軟件開發商。Ansys對Rocky的收購建立在雙方于2021年宣布的長期合作關系和聯合開發顆粒建模工作流程的基礎上。Rocky軟件在GPU計算和與粒子方法相關的多物理場仿真方面具有獨到優勢，可用于涉及任意尺寸和形狀的離散固體顆粒分析的各種跨行業應用。
顆粒建模涵蓋眾多行業和應用，顆粒的具體構成包括藥片、零食、農用種子、粉末，還包括過濾裝置中使用的纖維等。行業領導者迫切需要提升其產品質量，并找到解決方案幫助加快制定出其顆粒系統設計、制造和運營相關的決策。
展開 關于python腳本在abaqus中實現顆粒增強材料建模的這件事
1.為什么要用python腳本來建模
因為在做畢業設計的過程中接觸到顆粒增強材料的建模思路，通過abaqus的用戶界面（GUI）難以實現，列如在正方體內隨機生成一個球體，而要求球體的位置和體積大小隨機。有細心的小伙伴會發現，分析一下需求其實可以知道，通過選一個隨機的半徑生成一個球體，再把球體組裝到基體中，這樣很簡單就能實現需求。但面臨其他需求的時候呢，諸如隨意生成100個球體，而且要求位置和半徑隨機，這樣通過手動添加會十分困難，而且這樣也十分不明智，所以用到腳本來建模。
2.別的學者和專家是怎么建模的
西南交大的康國政老師和他的團隊在這方面做了大量工作，推薦文章去閱讀他們寫的文章（屬實筆者水平受限，哈哈哈）。如果你也正好是，做材料增強顆粒方面的研究，下面是幾篇比較典型的文章，值得一看。
基于周期性邊界條件的顆粒增強金屬基復合材料棘輪行為的數值模擬 (1)
金屬玻璃基復合材料增韌機理的數值模擬.pdf
原位顆粒增強金屬基復合材料的斷裂行為研究.pdf
當看完康老師的部分工作你應該會選擇是使用Fortran還是python來實現你自己的工作，下面第三部分僅僅針對想通過Python的童鞋。（python相對來說學習成本較低，語法比較通俗易懂，如何選擇就看各人了）
3.從哪里學習開源的（腳本和模型）知識
首先肯定是掌握一定的python語法基礎。
推薦閱讀python在abaqus中的應用，如果有需要pdf的話在評論區留言哦！
接下來，有一定基礎之后推薦閱讀這個大佬的GitHub，Abaqus/python_script at first · wuhuiguo/Abaqus · GitHub，無悔大佬的程序，一步一步如何實現都比較詳細，建議去他的主頁去看。
展開 
Rocky 4.5新功能亮點
Rocky 4.5將多物理場擴展到DEM仿真，并提高了顆粒建模分析的工程效率。Rocky用戶能夠使用更多的顆粒、更高的模型靈活性以及更好的求解器性能來更快地解決更復雜的問題。您還將受益于Rocky與Ansys仿真軟件（包括Ansys Fluent、Motion和Minerva）的緊耦合功能。
Rocky 4.5使您能夠：
提高了Rocky和Ansys Fluent之間用于固體顆粒和流體模型的雙向耦合的速度和穩定性，尤其是涉及到大尺寸顆粒的應用場景。
通過增強的API:Solver功能擴展了對涉及傳熱、破碎、幾何磨損等自定義模型的支持范圍。
利用Rocky和Ansys Motion之間新的雙向耦合功能，更好地模擬涉及到剛體和柔體的顆粒動力學和多體動力學分析。
Rocky 4.5的主要新功能亮點從以下五個方面詳細介紹：
性能改進
增強與外部工具的集成
顆粒建模改進
物理模型改進
API：求解器和相關模塊改進
性能改進
對于典型的使用CPU來計算的案例（例如，包含球形顆粒的填充床的仿真），Rocky 4.5的平均速度比4.4快50%。
對于典型的使用GPU或多GPU來計算的案例（例如，稀疏流中含有大量的小顆粒并迅速發生混合的CFD耦合仿真），計算性能的改進令人印象深刻：Rocky 4.5的計算速度比4.4快了10倍。
這些改進意味著使用相同容量的GPU內存，您現在可以處理之前兩倍數量的顆粒。
展開 abaqus隨機骨料投放，顆粒增強復合材料建模 ￥50
<p>內含4種隨機投放模型：</p><p>1、基體為圓柱，隨機投放的兩種半徑范圍的實心顆粒</p><p>2、基體為圓柱，隨機投放空心有厚度球體，球體半徑固定</p><p>3、三維大小隨機、位置隨機球體投放，基體為四面體</p><p>4、隨機大小、位置、傾斜角的正六邊形（可設置倒角，不干涉）投放，基體為正四邊形</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">球體之間互不干涉，可自定義基體尺寸，球體大小、位置、體積占比。</span></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202509/attachment/87f43732e2054029811fb62f55efaf1b.png" style="display: inline-block;"><img src="https://img.jishulink.com/202509/attachment/87f43732e2054029811fb62f55efaf1b.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202509/attachment/87f43732e2054029811fb62f55efaf1b.png?
展開 abaqus三維幾何體建模插件(包括多面體和混合顆粒)V3.0
[圖片]
ANSYS混凝土三維隨機骨料 混凝土細觀 隨機球體 顆粒增強復合材料建模
為了方便快捷的構建出混凝土細觀幾何模型，這里提出另一種建模方案，通過AutoCAD模型導入的方式，實現無編程構建混凝土隨機骨料。
模型構建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機球體顆粒插件在AutoCAD內構建三維球體幾何模型：
插件可指定生成隨機分布的不相交的球體顆粒，同時生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長方體基體。同時對顆粒的粒徑大小、比例等都能進行控制。
將生成的三維球體幾何模型導出為.sat格式文件備用。
2、ANSYS Workbench 導入
打開ANSYS Workbench，在幾何內進行導入預先保存的.sat文件：
后續進行網格劃分等操作，在ANSYS Workbench內進行即可：
插件下載
建模用到的CAD插件下載：
CAD隨機球體顆粒插件
展開 Abaqus DEM分析前處理教學，通過Python腳本生成離散粒子
DEM分析常用于顆粒混合、篩選等物理過程，目前Abaqus GUI還不支持DEM顆粒建模，不過可以通過編輯關鍵字*particle generator或者運行Python腳本來實現，下面詳細地介紹通過Python腳本生成DEM顆粒單元的方法。
顆粒混合：
顆粒篩選：
首先將DEM部件按照實體建模，并劃分為C3D8R六面體單元，然后生成名為Galton_Board的inp文件。
DEM分析前處理過程：
打開Abaqus Command窗口，按照下面的格式運行solidtodem.py文件，藍框為工作路徑，紅框為剛才生成inp文件名稱，確保solidtodem.py文件與inp文件都在工作路徑內。
運行腳本：
運行完畢后，會生成一個dem_Galton_Board.inp文件，用其中的離散粒子單元替換Galton_Board.inp中的C3D8R單元，并保存。
替換單元：
這樣就完成了從C3D8R到離散粒子單元PD3D的轉化，再基于最新的Galton_Board.inp文件進行修改，定義一下顆粒密度、大小、阻尼與接觸等即可進行高爾頓板的DEM分析，詳細關鍵詞見上篇文章中提供的inp文件。
DEM分析也常與多體分析、流體分析等過程進行耦合，以便計算大量離散粒子對機構、流場的影響。
挖勺力計算：
DEM與流體耦合：
solidtodem.py腳本鏈接：
https://pan.baidu.com/s/1t4ys7bSBvfRat-mOqtJfMg
提取碼：c9tm
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展開 COMSOL細觀混凝土砂漿及界面過渡區受壓損傷破壞
隨機多邊形骨料混凝土細觀模型采用CAD隨機多邊形顆粒插件建模，將模型中的骨料、ITZ、基體分別另存為dxf格式文件。此CAD樣圖也可在以下鏈接中下載獲取。
CAD隨機多邊形顆粒
將導出的dxf文件依次導入到COMSOL內，并通過布爾操作形成混凝土細觀模型。
對模型進行材料指定，對骨料、砂漿、ITZ分別設置對應密度、楊氏模量及泊松比，同時設置損傷參數，并對模型進行網格劃分。
模型下表面設置為固定約束，上表面指定位移，模擬混凝土試塊受壓狀態，提交計算完成研究。
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ABAQUS隨機多邊形骨料及ITZ細觀混凝土CDP模型
混凝土細觀模型采用CAD隨機多邊形顆粒插件建模生成，將插件生成的CAD文件按照不同圖層內容分三份以草圖的形式導入到ABAQUS內。
在ABAQUS內利用導入的草圖分別建立砂漿、界面過渡區、多邊形骨料三部分部件并進行裝配。
在本案例中采用EasyCDP插件快速生成不同強度的混凝土塑性損傷（CDP）材料，并將其分別指派到砂漿及ITZ部件，多邊形骨料不考慮損傷破壞。
選擇動力，顯式分析步，設置時間長度為5，將模型下部設置為固定約束，上部添加向下的位移作為載荷。
進行網格劃分，單元尺寸的設置推薦小于ITZ厚度及插件中設置的顆粒最小間距的較小值。
提交分析查看結果。
CAD隨機多邊形顆粒
https://www.yqgqt.org.cn/post/1787116
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