球形骨料的案例
球形骨料的IGES文件生成python
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。或者在CAD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 comsol聯合Matlab生成纖維、骨料細觀混凝土模型（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。]
1
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三維隨機骨料模型的建立（多邊形、球形等）
問題引入
混凝土是由粗骨料、細骨料、水泥水化產物、孔隙及裂紋等組成的非均質復合材料。由于混凝土組成成分多,且各成分力學性能各異,為了深入研究混凝土的各項性能,細觀數值模擬方法已經越來越多地被人們研究使用。研究表明:使用數值模擬方法能夠充分考慮骨料分布的隨機性、材料的非均勻性以及各組分之間的相互作用,從而可以進一步真實地揭示混凝土內部的損傷和微裂縫的發展過程,更為準確地描述混凝土的宏觀力學行為。
因此，建立一個充分考慮骨料分布的隨機性、材料的非均勻性以及各組分之間的相互作用的三維模型，對于混凝土的有限元分析結果的準確性至關重要。
二。模型建立
由于需要充分考慮混凝土內部細觀結構的隨機性，必須編寫程序進行骨料投放。本文以Matlab作為軟件平臺，成功完成了三維隨機骨料程序的編寫，生成的骨料模型如下：
同樣也可以通過Python腳本語言編寫相關程序，生成的球形骨料如下：
程序具體的實現方式可以參考這篇文獻，文獻鏈接：
https://wenku.baidu.com/view/767b1bb365ce050876321303.html
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展開 基于CAD-Abaqus的混凝土三維細觀模型建立(一)
摘要
混凝土作為一種三相復合材料，從細觀層面來說是由粗骨料、砂漿和過渡區（界面層）組成。這三種材料具有不同的力學特性，在混凝土的性能中起著重要作用。過去，主要基于宏觀層次的混凝土力學研究已經不能很好地解釋混凝土材料的損傷和破壞機理。由于骨料形態的復雜性和空間分布的隨機性，建立一個能反映混凝土實際骨料級配、含量及其形態的隨機骨料模型并進行有限元分析，是深入解釋混凝土損傷機理的關鍵，也為研究混凝土性能提升提供了高效的方向指導。本文通過使用CAD插件實現Abaqus的模型構建，建立包含球形、凸型多面體（碎石）骨料，并考慮了界面層的三維混凝土細觀隨機模型，并對骨料的空間分布進行探討。
1 引言
本文運用CAD插件進行模型建立，并將模型導入Abaqus內，實現了隨機骨料模型建模，極大地簡化了混凝土細觀力學研究的工作量。結合了參數化建模的思想，提出球形骨料生成算法，在此基礎上進一步提出多面隨機剖切算法,生成了隨機凸型多面體骨料模型。同時,采用干涉判別算法,分別對球形骨料和多面體骨料進行了投放試驗，形成包含骨料、砂漿、過渡區在內的三相混凝土模型。多面體骨料投放算法采用嚴格的空間三角網格碰撞數學運算,且提高了骨料體積含量。通過重力堆積算法，模擬混凝土中骨料的排列和分布情況。CAD插件內置的建模算法可以做到骨料、界面層、骨料分布的多參數控制，對于高效構建符合真實情況的混凝土細觀模型具有重要意義。
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。
展開 
有沒有鋼纖維混凝土三維幾何模型的生成辦法啊，一般鋼纖維的投放率能達到多少
假設模型尺寸為150mm*150mm*150mm，骨料為球形骨料，骨料粒徑為5-40mm，鋼纖維最大投放體積率能達到多少，有沒有相關的一些參考，可以私聊，有償。
如何利用ANSYS的隨機分布函數功能
例如混凝土隨機骨料投放，假定骨料都是球形，骨料半徑在10mm~50mm之間，例如下面代碼可得如下效果：
APDL代碼：
finish
/clear
/prep7
numA=100
!隨機生成100個粒徑并取整
*dim,Dima,array,numA
*vfill,Dima(1,1),rand,10,50
*do,i,1,numA
Dima(i)=nint(dima(i))
*enddo
!生成第一個球
X1=rand(50,950)
Y1=rand(50,950)
Z1=rand(50,1950)
k,1,X1,Y1,Z1
kwpave,1
sphere,dima(1)
!
展開 ABAQUS隨機骨料建模插件 ￥400
</p><p>骨料級配的參數包括骨料形狀（Shape，目前有三種球形、橢球形和多面體），粒徑上限（Dmax）、下限（Dmin），以及該粒徑段骨料體積占總骨料體積的比例（Proportion）。此外，還可以對每個粒徑段的骨料設置集合名稱（SetName），模型生成時對不同集合的骨料單獨創建部件或集合。注意，這里所說的骨料粒徑定義為具有相同體積的球形骨料的直徑。</p><p>Volume Fraction：骨料總體積與容器體積的比值。</p><p>Min Distance：骨料間的最小間距。在實際應用中，Min Distance應該大于兩倍的ITZ厚度；間距越大，有限元網格的單元尺寸可以設置的更大，有效減小有限元網格的規模。</p><p><strong>2.2. 參數界面</strong></p><p>參數界面用于設置骨料形狀參數和隨機填充算法的控制參數，如圖3所示。當默認設置無法滿足建模需求時，可以嘗試調整。</p><p>（1）橢球（繞X軸的旋轉橢球）</p><p>Axis Ratio：橢球旋轉半徑和橢球旋轉軸一半的比值。通過調整Axis Ratio的最小值和最大值來控制橢球的形狀。</p><p>（2）多面體</p><p>單個多面體的生成過程：在單位球中隨機構造一個隨機的四面體，然后在此四面體的基礎上，依次添加新的隨機點和原來的四面體構成一個新的多面體，直至多面體的體積到達預定值，或沒法再添加新點為止。采用體積率（Vol Ratio）控制多面體的形態（扁平—圓潤）。體積率定義為多面體體積與其最小包圍球體積的比值。可參考表1中單位球內接正多面體的數據進行設置。為了避免多面體產生短邊，插件限定了多面體頂點間的最小距離（Min Point Dist）。注意，Min Point Dist是單位球中生成多面體的限定參數。
展開 基于Digimat的混凝土等效彈性模量研究
2.2 混凝土均勻化理論分析
細觀力學將混凝土看作由界面包裹的粗骨料和含有孔隙和微裂縫的水泥砂漿組成的非均質復合材料。在RVE中，將界面包裹的粗骨料作為夾雜相和含有孔隙和微裂縫的水泥砂漿作為基體項，因宏觀剛度是微觀剛度的體積平均值，可通過應變集中張量定義來求得宏觀剛度。
在RVE上對應力場的平均化定義：
（1）
為RVE內部的細觀應力場，為宏觀坐標點，為細觀坐標點。
在基體和夾雜相上對應力場的平均化定義：
（2）
式中0和1分別表示基體和夾雜相，
RVE、基體相和夾雜相應變場的體積平均關系為：
（3）
（4）
平均場均勻化模型可通過應變集中張量來定義：
（5）
夾雜體應變的體積平均與整個RVE（宏觀應變）的體積平均相關，通過應變集中張量來定義：
（6）
平均場均勻化模型是以Eshelby張量為基礎，利用Eshelby解，在夾雜體內部的應變是均勻的，且與遠程應變相關：
（7）
其中，為單夾雜體的應變集中張量，定義為：
（8）
為Eshelby張量。
對于均勻化模型來說，宏觀剛度為：
（9）
2.3 混凝土模型
混凝土模型采用平均場均勻化方法，是基于Eshelby夾雜理論，等效顆粒運用Mori-Tanaka均化算法以及等效基體運用雙夾雜均化算法。混凝土混合夾雜模型如圖2所示,將含有孔隙和微裂縫的水泥砂漿作為等效基體，粗骨料和其包裹粗骨料的界面看作是球形等效顆粒，作為夾雜相，形成混凝土混合夾雜模型。為建立混凝土混合夾雜模型，假設混凝土各細觀組成相材料都是理想均勻、各向同性的彈性材料，并且忽略骨料形狀、級配的影響，采用同一粒徑的球形顆粒模擬骨料。
展開 基于Digimat的混凝土等效彈性模量研究
結果表明，模型預測值和試驗測定值相近，隨著粗骨料體積比的增加混凝土的等效彈性模量成指數增加，粗骨料體積比相同時混凝土的抗壓彈性模量大于抗拉彈性模量。
圖5 試驗測定和模型預測的混凝土等效抗壓彈性模量
圖6 試驗測定和模型預測的混凝土等效抗拉彈性模量
在細觀結構層次上，影響混凝土等效彈性模量的因素很多，文中運用混凝土混合夾雜模型分別預測出不同基體水泥砂漿的彈性模量、不同粗骨料縱橫比和不同孔隙所占的水泥砂漿體積比對混凝土等效彈性模量的影響。
圖7給出基體水泥砂漿的彈性模量分別為8.4GPa，13.4GPa和18.4GPa時對混凝土等效彈性模量的影響。結果表明，基體水泥砂漿的彈性模量對混凝土等效彈性模量的影響較大，隨著水泥砂漿彈性模量的增加混凝土等效彈性模量隨之增加。
圖7 水泥砂漿彈性模量對混凝土等效彈性模量的影響
上述實驗測定值和模型預測值的前提是粗骨料縱橫比為1.0（即為球形），為了進一步研究粗骨料對混凝土等效彈性模量的影響，預測了粗骨料的縱橫比分別為1.0，1.2,1.4和1.6時混凝土的等效彈性模量值。圖8給出不同粗骨料縱橫比對混凝土等效彈性模量的影響。結果表明，在其他參數不變的情況下，隨著粗骨料縱橫比的增大混凝土等效彈性模量呈上升趨勢。并且由圖可知，當骨料體積比為0.2時，隨著粗骨料縱橫比的增大對混凝土等效彈性模量的影響并不太顯著，但隨著骨料所占體積比的增加，粗骨料縱橫比對混凝土等效彈性模量有較大影響。
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