多邊形顆粒的案例
CAD隨機多邊形顆粒生成軟件 ￥189
一、軟件界面
圖1 CAD隨機多邊形顆粒
二、軟件介紹
CAD隨機多邊形顆粒生成插件可生成指定顆粒集配及比例的二維CAD圖形，CAD圖形包含外尺寸、多邊形顆粒、界面過渡區（Interface Transition Zone, 簡稱ITZ）等部分。
圖2 含ITZ的多邊形隨機骨料樣例
圖3 集料集配控制
圖4 骨料體積比控制
三、應用場景
CAD隨機多邊形及界面過渡區可導入如ANSYS、Abaqus、COMSOL等其他有限元軟件進行計算。可用于如混凝土細觀模型、多孔材料模型、多孔介質滲流模擬、多相材料擴散模擬等方面的研究。
四、使用須知
1、如需生成界面過渡區顆粒的最小邊數不宜小于5；
2、顆粒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；
4、軟件使用需注冊，一機一碼；
5、軟件運行需要安裝AutoCAD。（2010~2021均可使用）
五、更新日志
1.新增界面過渡區（ITZ）繪制功能
2.新增顆粒集配控制功能
3.新增顆粒集配曲線繪制功能
4.新增是否進行CAD繪圖選項
5.美化界面顯示優化參數分組
6.重構代碼加快運行速度
7.添加時間控制參數，防止死循環
8.精確計算多邊形顆粒體積
9.新增CAD分圖層繪制
10.優化軟件注冊識別
六、樣圖實例
CAD文件 .dwg格式。
樣圖.rar
可直接聯系QQ：1135122921
獲取軟件及注冊，價格一致
展開 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 ABAQUS隨機多邊形骨料及ITZ細觀混凝土CDP模型
本案例在ABAQUS內建立隨機多邊形骨料模型，并設置界面過渡區部件，采用CDP材料建立骨料、砂漿、ITZ三相混凝土細觀模型，并研究模型的軸壓破壞情況。
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
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展開 【PFC6.0】泰森多邊形區域劃分及顆粒填充
0 引言
前兩天發了【PFC6.0】隨機多邊形區域劃分及顆粒填充 的文章后，公眾號后臺收到了一些同學的留言。介紹了在PFC高版本軟件中，可以直接使用泰森多邊形進行rblock的生成。
于是乎我就趁這機會也升了一下目前使用的版本。上個文章采用的是PFC6.0.13，本文章采用PFC6.0.30進行測試。
1 成樣
泰森多邊形的rblock主要使用rblock construct 中的from-balls關鍵詞，所以在這之前需要生成ball的式樣。需要注意的是，from-balls采取的邊界是ball式樣的邊界，所以需要ball和facet之間的剛度大一點。
展開 
ANSYS Workbench多邊形骨料及界面過渡區混凝土細觀模型
在建立這樣的模型時，考慮到多邊形骨料及其與周圍基質之間形成的界面過渡區（ITZ, Interfacial Transition Zone），對于準確理解混凝土的力學性質非常重要。
在ANSYS Workbench內建立多邊形骨料、界面過渡區、及水泥漿體在內的三相材料混凝土細觀模型，可研究混凝土的微觀損傷引起宏觀破壞的機理。
混凝土細觀模型采用CAD隨機多邊形插件建模后導入ANSYS內。在插件內設置模型參數后運行插件在AutoCAD內完成混凝土細觀模型的建立。
在CAD內對骨料、界面過渡區、水泥砂漿分別建立面域部件，并使得每部分單獨占據一個圖層。
將模型整體導出為iges格式后，即可導入到Workbench內，并可在SpaceClaim內對每個圖層部件分別指派材料屬性。
可對細觀混凝土模型進行網格劃分及后續的模擬分析。
CAD隨機多邊形顆粒
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展開 COMSOL基于Voronoi毛細管及多邊形骨料ITZ的微介觀混凝土水分擴散模型
本案例是通過COMSOL對論文An innovative method for mesoscale modelling of moisture diffusion in concrete（https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2024.105836）中Voronoi毛細管、多邊形骨料、ITZ、水泥漿體多相材料的幾何模型復現。
其中論文中的混凝土骨料采用圓內接多邊形算法，建立的模型如下圖所示。
并且建立了骨料外側的界面過渡區部件。
毛細管結構采用Voronoi算法生成，并與骨料、ITZ形成完整的模型，用于模擬微介觀混凝土模型內的水分擴散。
在本案例中混凝土砂漿內的毛細管結構是通過Voronoi算法生成，采用CAD Voronoi V2.1版本插件，在CAD內建立草圖模型并導入COMSOL。
骨料及ITZ部分通過CAD隨機多邊形顆粒插件，在CAD內建立圖形后，將骨料及ITZ圖層分別存儲為dxf文件后導入COMSOL。
注意COMSOL導入骨料、ITZ、Voronoi圖形后需要經過一系列布爾操作，方可形成完整的模型，并將毛細管、水泥砂漿、骨料、ITZ各部分進行有效區分。具體操作步驟可參考COMSOL左側的模型開發器。
在COMSOL內對各組分批量賦值材料，并進行模型的網格劃分，即可進行后續的水分擴散模擬分析。
展開 CAD隨機多邊形插件2D專業版 ￥389
插件采用嚴格的多邊形干涉判別算法，相較于傳統的外接圓形相交判別可實現更高的多邊形占比，及生成更為合理的多邊形分布；插件具有精美的UI界面及生成進度提示條，可直觀查看建模狀態；生成的CAD隨機多邊形模型可快速導入COMSOL、ABAQUS、ANSYS、LS-DYNA、Fluent等有限元軟件內，用于混凝土細觀模型、隨機多邊形顆粒分布的力學、滲流、傳熱等多領域有限元仿真模擬分析。
隨機多邊形骨料及ITZ混凝土細觀COMSOL模型：
隨機多邊形骨料及ITZ混凝土細觀ABAQUS模型：
隨機多邊形骨料及ITZ混凝土細觀ANSYS Workbench模型：
使用須知
1、插件使用需注冊，售價為單機許可價格；
2、插件兼容Windows系統，運行需要安裝AutoCAD（2010~2026及以上版本均可使用）。
3、售后及技術支持請聯系作者。
樣圖實例
可下載插件生成的模型樣圖，并進行其他軟件的導入測試及模擬。（CAD2010文件）， 聯系作者免費提供CAD模型導入有限元指導服務。
CAD隨機多邊形2D專業版樣圖.rar
展開 AbqParticle骨料填充插件-3.1版
三維周期混合骨料填充示例：
所有功能模塊如下：
1 二維顆粒生成模塊
1.1 二維線顆粒生成模塊
用于生成線顆粒，支持矩形和圓形邊界，模塊界面如下：
圖1.1 矩形邊界線顆粒填充模塊
圖1.2 圓形邊界線顆粒填充模塊
1.2 二維矩形顆粒生成模塊
圖1.3 矩形邊界矩形顆粒填充模塊
圖1.4 圓形邊界矩形顆粒填充模塊
1.3 二維圓形顆粒生成模塊
圖1.5 矩形邊界線圓形顆粒填充模塊
圖1.6 圓形邊界圓形顆粒填充模塊
1.4 二維橢圓顆粒生成模塊
圖1.7 矩形邊界橢圓顆粒填充模塊
圖1.8 圓形邊界橢圓顆粒填充模塊
1.5 二維多邊形顆粒生成模塊
圖1.9 矩形邊界多邊形顆粒填充模塊
圖1.10 圓形邊界多邊形顆粒填充模塊
1.6 二維混合顆粒生成模塊
圖1.11 混合顆粒填充模塊
圖1.12 混合顆粒參數輸入界面
2 三維顆粒生成模塊
2.1 三維線顆粒生成模塊
圖2.1 長方體邊界線顆粒填充模塊
圖2.2 圓柱邊界線顆粒填充模塊
圖2.3 球邊界線顆粒填充模塊
2.2 三維圓柱顆粒生成模塊
圖2.4 長方體邊界圓柱顆粒填充模塊
圖2.5 圓柱邊界圓柱顆粒填充模塊
展開 COMSOL細觀混凝土砂漿及界面過渡區受壓損傷破壞
本案例介紹在COMSOL內建立包含多邊形骨料及ITZ的混凝土細觀模型，并對其受壓損傷破壞進行研究。
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。
展開 二維隨機多邊形骨料腳本
概述
為了最優化混凝土、瀝青混合料等顆粒增強復材料的力學性能，對其細觀結構開展數值模擬仿真分析，開展級配優化設計和研究具有重要的意義。而建立包含隨機形狀，隨機尺寸和隨機位置的骨料顆粒是進行顆粒增強復合材料力學性能數值模擬分析的前提和基礎。
小編在前一篇文章中給大家分享了一種建立三維隨機骨料模型https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1850204的方法。本期小編將給大家帶來二維隨機骨料模型的建模方法。
2. 二維隨機骨料模型建模方法
方法一：將顆粒增強復合材料結構離散為體素模型，根據骨料含量模型中的一部分單元被假設為增強材料（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）假設為圓形、橢圓形或正多邊形顆粒；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構考慮為隨機多邊形，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。
3.單個隨機多邊形骨料模型建模方法
本文按照以下步驟，基于ABAQUS使用Python建立單個隨機多邊形骨料：
第一步根據所需的骨料級配，在一定粒徑下建立所需尺寸的外接圓（該圓為虛擬圓，下配圖僅為參考圖）。
第二步選取外接圓上一定數量（應大于等于3，可隨機定義）的點。
第三步將所選的點依次連接。
4.
展開 CAD多邊形隨機骨料繪制程序 V2.2
如需更專業版本請查看：<a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1787116" rel="noopener noreferrer" target="_blank">CAD隨機多邊形顆粒生成軟件</a></p><p>價格：109元。解壓密碼：yuanyu</p>
【PFC6.0】隨機多邊形區域劃分及顆粒填充
精細點做的話就需要考慮礦物，這樣我們會認為礦物內部是一個均勻的整體，這樣的話就需要對巖石內部的區域進行劃分，規定每種礦物成分的區域，然后用顆粒進行填充模擬。
本文主要目的是將區域進行隨機多邊形劃分，并且往其中填充顆粒。使用到的技術主要是rblock中的merge命令。
1 區域劃分
我們主要使用rblock的建模特性作為過渡，得到隨機的多邊形區域。
model new
model domain extent -10 10geometry set "box"geometry generate box -5 5
def par origin_rad_min=0.2 origin_rad_max=origin_rad_min*1.5 scale=3 block_radius_max=origin_rad_max*scale block_radius_min=origin_rad_min*scaleend@parrblock construct from-geometry "box" minimum-edge @origin_rad_min ... maximum-edge @origin_rad_max group "origin" slot "1"
第一步是利用rblock construct命令可以對區域進行三角劃分，如果可以直接對區域進行多邊形劃分肯定是更好的。但就我目前對rblock的理解來說，還做不到這種程度，目前只能做到對區域進行三角劃分，這里可以指定三角形的邊長范圍。
展開 COMSOL多邊形骨料堆積混凝土水化熱傳熱模擬
本案例介紹在COMSOL內建立多邊形骨料堆積混凝土細觀模型，并對水化熱產生后的傳熱及溫度變化進行仿真模擬。
骨料堆積混凝土細觀模型采用CAD多邊形密堆積2D插件建立，插件內置動力學算法，可模擬多邊形骨料顆粒在重力作用下的堆積模型。
混凝土骨料密堆積模型在AutoCAD內建模完成后，將模型另存為dxf格式文件。
在COMSOL內選擇固體傳熱模塊，添加瞬態研究，并導入骨料密堆積模型。
對混凝土細觀模型的水泥砂漿及骨料部分分別指定材料，并設置密度、導熱系數、恒壓熱容等與傳熱相關的材料參數。
在固體傳熱中設置初始值，由于水化熱由水泥漿體產生，因此初始溫度設置中水泥砂漿基體溫度高于骨料溫度。將試件的左右及下邊界設置為熱絕緣，上部邊界設置環境溫度并設置熱通量，用于模擬大體積混凝土工況。對模型劃分物理場控制的網格，單元大小極細化。
計算查看傳熱仿真結果。2min內溫度變化情況。
20min內溫度變化情況。
展開 SiCp/Al復合材料超聲檢測中波粒相互作用的有限元研究
1 模型
SiCp/Al采用隨機多邊形顆粒模型表示，左右兩邊采用無限元邊界。
激勵源函數：
2 仿真結果
邊界條件相同的情況下，對比純Al和SiCp/Al復合材料的結果。
進一步研究顆粒大小的影響。
COMSOL混凝土細觀單軸拉伸斷裂模擬基于相場損傷模型
混凝土細觀模型
構建骨料、砂漿、界面過渡區三種組分的混凝土細觀模型，模型構建采用CAD隨機多邊形顆粒插件進行參數化建模生成，操作詳細步驟可參考：【COMSOL隨機多邊形骨料及界面過渡區ITZ建模】
插件中粗骨料采用多邊形模型，骨料的位置以隨機投放的算法進行實現，骨料多邊形形狀及邊數可通過參數進行定義；界面過渡區（ITZ）采用單獨的部件，分布于粗骨料與砂漿之間，以此來獲得表征混凝土細觀特征的隨機骨料模型。
相場斷裂理論
現階段在有限元框架下模擬裂紋擴展的數值分析方法主要有單元刪除法、界面單元法、擴展有限元 (XFEM)等；相場理論是通過在尖銳裂縫擴展的邊界引入0~1的相場來反映材料的損傷或斷裂程度，通過相場的控制方程來實現變量的演化。相場 (phase-field) 斷裂模型是一種彌散式裂紋模型，是基于傳統 Griffith理論, 通過能量平衡理論研究裂紋的擴展行為，與其他斷裂理論相比，相場理論具有便于描述裂紋的形成、分岔等復雜情況，網格敏感性較小等優點。
模型樣圖
建模采用的CAD模型樣圖可在下面鏈接下載：
https://www.yqgqt.org.cn/post/1787116
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