顆粒密堆積的案例
ABAQUS圓形顆粒密堆積模型
<p>顆粒密堆積模型可在有限元中模擬堆積的顆粒材料，用于地質力學、混凝土、材料科學等領域的研究。本案例采用CAD顆粒密堆積2D插件，建立模擬重力堆積的圓形顆粒模型，并將模型導入ABAQUS內進行結構的力學模擬。</p><div contenteditable="false" width="100%">
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展開 CAD顆粒密堆積2D顆粒流PFC離散元DEM模型 ￥399
插件簡介
CAD顆粒密堆積2D插件可用于生成二維狀態下重力堆積的隨機顆粒。插件可指定投放區域、顆粒的粒徑范圍、顆粒間的間距、顆粒個數等信息，同時可模擬顆粒彈性及摩擦摩擦系數。
插件采用物理引擎對顆粒行為進行模擬，可實現顆粒在力場作用下的堆積、以及顆粒間的碰撞等。
插件可將當前圖形輸出到AutoCAD，可控制輸出時機，在可視化的同時保存當前狀態，生成的dwg文件可導入其他有限元軟件，同時可統計當前顆粒所占比例。
插件可指定顆粒間的最小間距，控制間距可在有限元分析中更好的劃分網格，避免計算不收斂。
可對同一模型進行多次輸出，通過CAD圖層對輸出進行劃分。
插件可進行力場方向的指定，實現不同的堆積模型，或進行分子熱運行模擬等。
采用堆積模式，可實現高比例粒子的分布模型，下圖為82.59%的比例。
說明提醒
插件需要注冊，注冊后可永久使用，版本更新不影響注冊狀態，注冊請聯系QQ：1135122921。
樣圖下載
Dwg格式樣圖，可導入Comsol、ANSYS、Abaqus等有限元軟件測試。
顆粒密堆積樣圖.rar
展開 顆粒的最大堆積密度是多少？離散元軟件如何模擬最密堆積問題？
首頁 > 新聞媒體
一、最密堆積問題的起源和發展
堆積問題在生活中隨處可見，人們試圖尋找可以在最小空間內堆放更多物品的方式，因而最密堆積問題在很早之前就引起了數學家和物理學家的思考。
早在1611年，著名的天體物理學家開普勒關于球體最密堆積方式的猜想就已被提出。按照開普勒猜想，對于大小相等球體，在所有堆積方式中“面心立方最密堆積”和“六方最密堆積”是最密集的堆積方式，二維空間堆積密度為
但這樣的結果在當時并沒有詳細的證明以說明其正確性。
直到1998年，匹茲堡大學數學系教授托馬斯·黑爾斯利用計算機輔助方法來排除不同的可能配置，給出了針對開普勒猜想的為裁判小組所接受的證明。這樣的證明成為了數學史上的一個里程碑，也標志著計算機在驗證復雜數學問題上的一個重大進步。
隨著堆積問題研究的不斷深入，相關問題的研究引發了越來越多的國內外課題組的廣泛關注。2012年第一屆“堆積問題國際會議”在愛爾蘭都柏林圣三一大學成功舉行，吸引了國際上幾十個國家的學者前來參加。之后2014年第二屆會議在德國埃朗根、2016年第三屆會議在中國上海、2019年第四屆會議在美國耶魯大學相繼舉辦，極大促進了堆積問題的研究和發展。
二、最密堆積問題的應用場景
堆積問題是研究晶體結構、液體結構、非均勻材料結構等凝聚態物質系統的重要模型。除了單分散顆粒外，多分散顆粒的密堆積在實際應用中更加廣泛。顆粒體系在不同顆粒直徑分散性下會表現出不同的密堆積填料分數，這就帶來了顆粒級配問題。
在各類工業領域，顆粒材料的級配對于產品的性能有著至關重要的影響。優化顆粒級配以達到緊密堆積，不僅可以提高產品的強度和耐久性，還能顯著降低成本。例如：
在混凝土砂石骨料中，通過優化粗細砂和碎石的級配，可以提高砂漿的密實度和混凝土性能。
在金屬粉末冶金和3D打印領域，金屬顆粒的級配對材料致密度和力學性能有重要影響。
展開 COMSOL基于密堆積算法的三維多面體重力堆積模型
基于密堆積算法的三維多面體重力堆積模型研究，對深入理解顆粒材料微觀結構與宏觀性能的關聯機制具有重要價值。該模型能準確模擬顆粒在重力作用下的自然堆積行為，為混凝土、陶瓷等復合材料的微觀結構設計提供理論支撐，對優化材料性能及指導工業生產實踐具有顯著意義。本案例介紹在COMSOL內建立三維多面體顆粒重力密堆積模型。
三維多面體顆粒堆積模型采用CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D V1.1版本建立。插件內置的堆積及壓實算法可快速在AutoCAD內完成多面體重力堆積的建模。
在AutoCAD中將完成的顆粒堆積模型分圖層導出為sat格式文件，以便導入COMSOL后可批量賦值不同材料屬性。
將不同粒徑的顆粒導入到COMSOL內，并進行材料的設置。
可對顆粒堆積模型進行網格劃分及完成后續的仿真模擬。
也可在AutoCAD內預先對多面體進行平滑處理，形成卵石狀顆粒堆積模型。
再將平滑后的模型導入到COMSOL內。
后續設置多組多面體顆粒的材料類型及進行網格劃分，進行仿真分析。
展開 
ABAQUS球體顆粒重力堆積3D模型
在ABAQUS內建立隨機球體顆粒的重力密堆積模型，可以模擬自然界中顆粒物質在重力作用下的自然堆積情況，進而對模型進行其他方面的模擬研究。本案例介紹如何在ABAQUS內建立球體密堆積模型。
首先采用CAD球體密堆積3D插件V2.0版本，在CAD內建立堆積的球體及外側基體模型。
將球體及基體部分分別導出為iges文件，兩部分在CAD內已分圖層建模，方便整體導出。
在ABAQUS內將兩個文件分別以部件的形式進行導入。
可將兩部分進行裝配，構成整體，也可根據模型的需要只采用堆積球體部件或帶有球體孔洞的長方體部件。
后續可添加分析，進行相應的有限元模擬。
展開 CAD纖維密堆積3D插件 圓柱重力堆積 ￥1699
插件介紹
CAD纖維密堆積3D插件V1.0版本可在AutoCAD內建立圓柱體纖維重力堆積模型。
插件內置重力堆積算法，可進行圓柱體纖維的碰撞檢測及密堆積建模，插件可進行三維堆積的動畫展示，并將堆積模型在AutoCAD內建模，支持導出stl、sat、iges等通用三維模型，可實現其他軟件的導入，進行纖維堆積模型的科研繪圖或有限元仿真。
插件支持設置模型的尺寸，可定義三組不同直徑及不同長度范圍的纖維及相應的占比，且可設置纖維之間的最小間距。
模型說明
插件在CAD軟件中對設定的三組纖維分別進行圖層劃分繪制，并創建包裹纖維外部的長方體組件，從而使纖維堆積結構模型能夠適應多種應用場景。
通過CAD纖維密堆積插件創建的圓柱形纖維重力密堆積模型，能夠有效地支持動畫演示的需求。這種模型使展示變得更加生動直觀，也為科研人員提供了一個強有力的工具來可視化復雜纖維堆積結構。
圓柱體堆積模型可進行繪圖渲染用于科學研究，賦予研究人員生成高質量科學圖像的能力。這有助于提升科研論文及報告的專業水準和說服力，從而更好地支持研究成果的交流與分享。
AutoCAD建立的纖維堆積模型具有良好的軟件兼容性，可以導入至ANSYS Workbench、COMSOL Multiphysics以及Abaqus CAE等主流有限元分析平臺。
展開 Abaqus混凝土損傷塑性材料插件：EasyCDP V2版本 ￥168
三維多面體骨料密堆積混凝土細觀抗壓模擬
https://www.yqgqt.org.cn/post/1978427
功能梯度多孔材料軸壓模擬—— 通過EasyCDP定義C20混凝土，研究梯度參數對失效機制的影響。
三維功能梯度多孔結構材料FGM軸壓模擬
https://www.yqgqt.org.cn/post/1978427
細觀混凝土三相模型軸壓破壞—— 利用EasyCDP為砂漿/ITZ分配CDP材料，驗證界面過渡區作用。
隨機多邊形骨料及ITZ細觀混凝土CDP模型
https://www.yqgqt.org.cn/post/1969097
泡沫混凝土多孔結構軸壓分析—— EasyCDP生成C30材料，模擬多孔結構壓縮破壞行為。
三維多孔結構建模及軸壓力學模擬
https://www.yqgqt.org.cn/post/1969171
圓形顆粒密堆積模型力學模擬—— EasyCDP設置基體CDP材料，研究顆粒堆積模型的力學響應。
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
CAD多邊形密堆積2D插件 ￥999
插件介紹
CAD多邊形密堆積2D插件可在AutoCAD內建立模擬重力堆積狀態的隨機多邊形顆粒及界面過渡區（ITZ）模型。
模型可分為多邊形顆粒、界面過渡區（ITZ）、長方形試件三部分，各部分在CAD內分圖層繪制，可批量刪除或導出。
插件可設置試件尺寸及多邊形顆粒尺寸分布范圍等參數，同時可設置多邊形堆積顆粒的數量，用于生成不同填充工況的密堆積模型。
插件支持設置多邊形邊數參數，能建立不同顆粒形態的模型。
可設置界面過渡區厚度及多邊形顆粒間最小間距參數。
也可將最小間距參數設置為負值，實現顆粒重疊效果。注意最小間距不支持設置為0。
可通過物理屬性中的顆粒彈性、摩擦系數等參數的調整，建立不同材料屬性的顆粒填充堆積效果。如通過摩擦系數的調整，改變顆粒堆積過程中空隙出現的可能性。
插件生成的多邊形密堆積模型AutoCAD文件可用于科研繪圖或導入ABAQUS、COMSOL、ANSYS等有限元軟件內進行后續的仿真模擬。
展開 CAD球體密堆積3D插件V2.0 ￥999
插件介紹
CAD球體密堆積3D插件V2.0版本可在AutoCAD內建立球體堆積模型，插件采取模擬球體在重力作用下的堆積行為，可生成超密堆積的幾何模型及進行堆積過程的動態展示。
插件優化重力堆積物理引擎，新增堆積可視化界面，可直觀查看建模過程中的球體隨機投放及重力堆積動畫，也可通過時長參數控制堆積過程模擬的運行時間。
插件可定義長方體模型的長寬高，支持設置三組球體粒徑范圍，并可設置每組球體粒徑占整個模型的比例，便于精確控制模型生成。
插件支持設置球體間的最小間距參數，能控制生成不干涉或相交的球體堆積模型。
模型說明
插件除在CAD內建立球體堆積模型外，也對外側帶有球體孔洞的長方體部件進行建模。
插件建立的球體重力密堆積模型可用于動畫演示、科研繪圖渲染、或導入ANSYS Workbench、COMSOL、Abaqus CAE等有限元軟件內進行仿真模擬。
球體重力堆積動畫，顆粒沉降模擬。
粒子堆積模型渲染，用于論文科研繪圖。
球體密堆積模型導入ANSYS Workbench可進行有限元仿真。
重力堆積模型導入到COMSOL軟件內。
在ABAQUS內建立球體密堆積模型。
展開 CAD多面體&過渡區密堆積3D插件 ￥3699
插件介紹
CAD多面體&過渡區密堆積3D插件可在AutoCAD內建立帶有界面過渡區的多面體重力密堆積三維幾何模型。
參數說明
試件形狀支持長方體及圓柱體，可通過更改形狀參數實現兩種試件的切換。
長度、寬度、高度（圓柱體為直徑、高度）分為坐標軸X，Y，Z方向的尺寸，建立的模型坐標原點在試件的左下角。
插件可設置三組粒徑范圍，可設置每組多面體顆粒的面數及顆粒個數。每組顆粒及顆粒外側的界面過渡區在CAD內均分圖層繪制，方便批量管理。
通過多面體面數參數的設置，可控制生成不同形狀的顆粒。
投放時長參數單位為秒，為進行堆積模擬的時間長度，到達設定的投放時間后，會進行下一步的壓實操作。在投放過程中也可通過旋轉視角，用鼠標對表面的多面體進行拖動。
最小間距參數控制堆積過程中相接觸的多面體之間的最小距離。
最小邊長參數可控制多面體中不會出現小于設定值的小邊，需注意最小邊長應小于多面體的粒徑，否則可能出現無法建立多面體的情況。
過渡區厚參數控制多面體外側界面過渡區的厚度。
檢測頻率參數控制在堆積過程中多面體間的碰撞檢測頻率，增大檢測頻率可以使密堆積模型更為精確，但會占用較高的計算資源。
壓實距離參數控制在堆積完成后對模型中顆粒分布的壓實，當壓實距離設置為0時，可保證多面體在模型上表面分布的均勻性。
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CAD球體密堆積3D插件 ￥999
插件簡介
CAD球體密堆積3D插件可用于生成隨機緊密堆積的球體模型。插件可指定投放區域、球體集料的粒徑范圍、球體數量等信息。
插件采用模擬重力作用下球體的碰撞堆積行為，實現球體集料的隨機緊密堆積模型。
插件通過AutoCAD軟件進行繪圖，生成的模型可導入Abaqus、ANSYS、COMSOL等有限元軟件進行球體堆積集料的仿真模擬，也可進行渲染后用作論文繪圖。
插件采用的隨機堆積算法，可實現40%以上的球體占比，彌補了隨機分布算法很難達到高體積比的不足。插件可實時輸出投放個數及當前體積比，便于控制。
說明提醒
插件需要注冊，注冊后可永久使用，版本更新不影響注冊狀態，注冊請聯系QQ：1135122921。
樣圖下載
Dwg格式樣圖，可導入Comsol、ANSYS、Abaqus、Fluent、ls-dyna等有限元軟件測試。聯系作者，提供導入技術支持。
球體密堆積樣圖CAD2022版.rar
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
CAD球體密堆積_圓柱體試件3D插件 ￥1599
（CAD2010文件）
CAD球體密堆積_圓柱體試件3D樣圖.rar
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建混凝土細觀結構，克服了傳統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，可實現高骨料占比下的力學響應模擬，為混凝土損傷機理研究、材料參數標定及多尺度耦合分析提供可靠依據。本案例介紹在ABAQUS內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。
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值模擬視頻教程。
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