ansys骨料建模的案例
ANSYS混凝土三維隨機(jī)骨料 混凝土細(xì)觀 隨機(jī)球體 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料建模
研究進(jìn)展
通過(guò)ANSYS進(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的構(gòu)建是進(jìn)行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內(nèi)構(gòu)建混凝土細(xì)觀模型是分析的前提。現(xiàn)階段在ANSYS內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)混凝土模型構(gòu)建的主流方法是通過(guò)APDL命令流等形式，這要求研究者應(yīng)具有一定的程序設(shè)計(jì)能力。
為了方便快捷的構(gòu)建出混凝土細(xì)觀幾何模型，這里提出另一種建模方案，通過(guò)AutoCAD模型導(dǎo)入的方式，實(shí)現(xiàn)無(wú)編程構(gòu)建混凝土隨機(jī)骨料。
模型構(gòu)建
1、CAD模型生成
首先采用CAD隨機(jī)球體顆粒插件在AutoCAD內(nèi)構(gòu)建三維球體幾何模型：
插件可指定生成隨機(jī)分布的不相交的球體顆粒，同時(shí)生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長(zhǎng)方體基體。同時(shí)對(duì)顆粒的粒徑大小、比例等都能進(jìn)行控制。
將生成的三維球體幾何模型導(dǎo)出為.sat格式文件備用。
2、ANSYS Workbench 導(dǎo)入
打開(kāi)ANSYS Workbench，在幾何內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)入預(yù)先保存的.sat文件：
后續(xù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分等操作，在ANSYS Workbench內(nèi)進(jìn)行即可：
插件下載
建模用到的CAD插件下載：
CAD隨機(jī)球體顆粒插件
展開(kāi) ABAQUS隨機(jī)骨料建模插件 ￥400
<p class="ql-align-center"><strong>ABAQUS隨機(jī)骨料建模插件V1.0</strong></p><p class="ql-align-center"><br></p><p>1. <strong>插件簡(jiǎn)介</strong></p><p>Random Aggregate Modeling V1.0 是一款基于Python 3語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的ABAQUS插件，用于建立3D隨機(jī)骨料模型。該插件可實(shí)現(xiàn)多種單一形狀（如球形、橢球形和多面體）或混合形狀的骨料模型的生成，插件采用運(yùn)動(dòng)模擬的動(dòng)態(tài)算法，能夠高效地生成高骨料體積分?jǐn)?shù)的骨料模型，提高工作效率，在復(fù)合材料數(shù)值模擬研究領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。</p><p>本插件適用的ABAQUS版本：ABAQUS 2024及以后的版本。</p><p><strong>2. 插件界面介紹</strong></p><p>插件包括主界面（Main Window）和參數(shù)界面（Parameters）。</p><p><strong>2.1. 主界面</strong></p><p>主界面用于設(shè)置隨機(jī)骨料模型的主要參數(shù)，具體如下：</p><p>Model：指定創(chuàng)建的新部件位于ABAQUS中哪個(gè)模型。</p><p>Part：指定所要?jiǎng)?chuàng)建的新部件名稱(chēng)。</p><p>Container：隨機(jī)骨料模型的外形，簡(jiǎn)稱(chēng)容器，分為長(zhǎng)方體（Cuboid）和圓柱體（Cylinder）兩種。</p><p>Cuboid：長(zhǎng)方體容器，其左下角位于（0, 0, 0），右上角位于（length，width, height）。可以指定是否具有周期性（Periodic），如果不勾選Periodic，則所有骨料都位于容器內(nèi)部；若Periodic選項(xiàng)被勾選，則骨料會(huì)被邊界切割，并成周期性分布。
展開(kāi) 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(jī)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(huì)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(shí)現(xiàn)鋼纖維混凝土等復(fù)合材料三維幾何模型參數(shù)化構(gòu)建，實(shí)體模型可導(dǎo)入LS-Dyna、ANSYS、HFSS、Workbench、COMSOL、ABAQUS等有限元軟件直接進(jìn)行仿真模擬，也可導(dǎo)入Hypermesh、ANSA等CAE前處理工具進(jìn)行劃分網(wǎng)格，或進(jìn)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(shuō)明
插件建立的模型包含外側(cè)砂漿長(zhǎng)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(dǎo)入有限元軟件內(nèi)，實(shí)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(xì)觀。
COMSOL端部彎鉤纖維、鋼纖維、三維骨料混凝土。
參數(shù)說(shuō)明
試件參數(shù)：長(zhǎng)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(gè)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(yùn)行在Windows7、8、10、11系統(tǒng)上，支持AutoCAD2007~2024及以上版本。
展開(kāi) ANSYS隨機(jī)多面體骨料 三維多面體投放 隨機(jī)骨料混凝土細(xì)觀模型
模型采用CAD隨機(jī)多面體3D插件建立并導(dǎo)入ANSYS軟件。
在ANSYS內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
ANSYS隨機(jī)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(jiàn)的球體干涉，本程序可達(dá)到更好的隨機(jī)度，以實(shí)現(xiàn)大粒徑與小粒徑的匹配度。
abaqus采用python腳本產(chǎn)生隨機(jī)圓形骨料（附贈(zèng)ansys圓形骨料命令流對(duì)比學(xué)習(xí)） ￥20
為分析混凝土梁時(shí)考慮粗骨料的作用及其隨機(jī)分布的影響，基于abaqus平臺(tái)，編寫(xiě)python腳本生成隨機(jī)骨料，以便對(duì)混凝土梁進(jìn)行更深入的分析。腳本為隨機(jī)分析研究提供一定的借鑒，也為嘗試用python在abaqus上做二次開(kāi)發(fā)的同學(xué)提供借鑒和思路。
在這里需要說(shuō)明的是，原腳本為某老外分享給某abaqus大神，而后分享給我。我對(duì)腳本進(jìn)行了注釋和修改，使得更加易懂和更易進(jìn)行有限元分析。
此外，還分享能實(shí)現(xiàn)同樣功能的ansys命令流，以便各位進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)。
值得強(qiáng)調(diào)的是，我個(gè)人覺(jué)得ansys命令流更加易懂，可能這符合工科所學(xué)（邏輯及表述方式）。
展開(kāi) ANSYS隨機(jī)骨料 纖維混凝土 三維隨機(jī)纖維骨料 隨機(jī)纖維 隨機(jī)裂縫 隨機(jī)幾何模型
1、ANSYS三維纖維骨料混凝土：
2、ANSYS球形試件隨機(jī)模型：
3、ANSYS隨機(jī)裂縫巖石節(jié)理裂隙
建模插件：
CAD隨機(jī)幾何3D插件
abaqus隨機(jī)骨料投放，顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料建模 ￥50
<p>內(nèi)含4種隨機(jī)投放模型：</p><p>1、基體為圓柱，隨機(jī)投放的兩種半徑范圍的實(shí)心顆粒</p><p>2、基體為圓柱，隨機(jī)投放空心有厚度球體，球體半徑固定</p><p>3、三維大小隨機(jī)、位置隨機(jī)球體投放，基體為四面體</p><p>4、隨機(jī)大小、位置、傾斜角的正六邊形（可設(shè)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?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202509/attachment/87f43732e2054029811fb62f55efaf1b.png
展開(kāi) 三維隨機(jī)多面體骨料（隨機(jī)多邊形）建模
可見(jiàn)隨著多面體的階數(shù)增加，根據(jù)小編提供的建模方法建模得到的隨機(jī)多面體骨料模型趨于球體。
ABAQUS三維多面體骨料密堆積混凝土細(xì)觀建模
ABAQUS三維多面體骨料密堆積建模通過(guò)重力堆積算法構(gòu)建混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)隨機(jī)分布模型與實(shí)際骨料沉降行為的偏差，更精準(zhǔn)反映骨料在混凝土中的分布特征，可實(shí)現(xiàn)高骨料占比下的力學(xué)響應(yīng)模擬，為混凝土損傷機(jī)理研究、材料參數(shù)標(biāo)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(xì)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(dǎo)出為iges格式文件。
在ABAQUS CAE中將骨料模型導(dǎo)入建立部件，如需對(duì)不同骨料分別設(shè)置材料屬性也可將骨料分為三個(gè)部件分別導(dǎo)入。
對(duì)混凝土細(xì)觀模型中的各組分設(shè)置不同的材料屬性，在混凝土細(xì)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(jìn)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(guò)AutoCAD軟件對(duì)骨料進(jìn)行處理后導(dǎo)出卵石狀骨料模型，并導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。
如需進(jìn)行三維混凝土細(xì)觀受壓損傷開(kāi)裂方面的仿真模擬也可參考ABAQUS三維混凝土細(xì)觀受壓損傷斷裂數(shù)值模擬視頻教程。
展開(kāi) ABAQUS三維隨機(jī)多面體骨料及ITZ細(xì)觀混凝土建模
在混凝土結(jié)構(gòu)中，粗骨料與水泥砂漿之間的界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）是決定混凝土承受荷載能力的關(guān)鍵因素之一,研究表明，混凝土在承受外力時(shí)的破壞主要發(fā)生在界面過(guò)渡區(qū)的損傷。本案例介紹通過(guò)CAD隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)3D插件建立隨機(jī)分布的三維多面體骨料及界面過(guò)渡區(qū)細(xì)觀混凝土模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)進(jìn)行多相材料的指定。
在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)3D V1.0插件建立隨機(jī)投放的多面體骨料、界面過(guò)渡區(qū)(ITZ)部件及水泥砂漿基體三維模型。插件在建模時(shí)已將不同組分分圖層繪制，方便批量導(dǎo)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(dǎo)出為iges格式文件。
將導(dǎo)出的iges模型文件以部件的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。
可對(duì)多面體骨料、ITZ、砂漿分別手動(dòng)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(guò)渡區(qū)部件進(jìn)行裝配，完成三維細(xì)觀混凝土模型的建模。
CAD_隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1909149
展開(kāi) Abaqus隨機(jī)多面體骨料及界面過(guò)渡區(qū)ITZ三維模型建模
建模教程
首先采用CAD隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)3D插件進(jìn)行模型的構(gòu)建，模型構(gòu)建時(shí)只需要設(shè)置好相應(yīng)的建模參數(shù)，插件會(huì)自動(dòng)在AutoCAD軟件內(nèi)建立起隨機(jī)分布的三維多面體與界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）模型，隨機(jī)多面體及界面過(guò)渡區(qū)的厚度等模型參數(shù)均可指定。
隨機(jī)多面體模型的建立，實(shí)現(xiàn)多面體骨料以及多面體三維過(guò)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(guò)渡區(qū)分別導(dǎo)出為iges格式文件，在Abaqus內(nèi)對(duì)這三份文件分別導(dǎo)入部件，并進(jìn)行裝配：
建立起隨機(jī)多面體骨料及界面過(guò)渡區(qū)的Abaqus幾何模型：
后續(xù)可進(jìn)行模型的力學(xué)分析等。
建模插件：
CAD_隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)插件
展開(kāi) 
ABAQUS二維隨機(jī)多邊形骨料界面過(guò)渡區(qū)混凝土細(xì)觀建模
ABAQUS二維隨機(jī)多邊形骨料及界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）的混凝土細(xì)觀建模研究，可有效揭示混凝土內(nèi)部多相復(fù)合結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)機(jī)理。該模型能夠真實(shí)反映骨料隨機(jī)分布特征及ITZ對(duì)裂縫萌生與擴(kuò)展的影響，為準(zhǔn)確模擬混凝土損傷演化過(guò)程、預(yù)測(cè)宏觀力學(xué)性能提供理論基礎(chǔ)，對(duì)提升混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與安全性具有重要意義。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立多邊形骨料、界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）、水泥砂漿基體多相材料混凝土細(xì)觀有限元模型。
混凝土細(xì)觀模型采用CAD隨機(jī)多邊形2D插件專(zhuān)業(yè)版參數(shù)化建模生成，將CAD中的混凝土各組分內(nèi)容分別另存為dxf格式，以備導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)。
在ABAQUS內(nèi)將混凝土細(xì)觀圖形以草圖的形式分別導(dǎo)入。
利用草圖建立混凝土模型中各組分的部件。
對(duì)混凝土中各組分分別設(shè)置材料屬性，如進(jìn)行混凝土細(xì)觀力學(xué)分析時(shí)，可采用EasyCDP Mortar&ITZ插件快速設(shè)置混凝土損傷塑性材料模型參數(shù)。
將混凝土細(xì)觀模型中的砂漿、骨料、ITZ部件進(jìn)行裝配。
進(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的網(wǎng)格劃分，可采用四邊形或三角形單元類(lèi)型。
后續(xù)可根據(jù)研究的需要進(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的模擬分析，如混凝土的受壓損傷開(kāi)裂等。
二維多邊形骨料混凝土細(xì)觀模型的受壓損傷模擬教程可以參考：ABAQUS多邊形骨料ITZ混凝土細(xì)觀受壓開(kāi)裂論文復(fù)現(xiàn)視頻
展開(kāi) COMSOL混凝土細(xì)觀模型之圓形骨料及界面過(guò)渡區(qū)ITZ建模教程
模型總覽
建模教程
1、CAD模型構(gòu)建
采用CAD隨機(jī)圓形插件建立CAD模型：
將每個(gè)圖層上的圖形另存為.dxf格式文件：
2、comsol建模
打開(kāi)comsol軟件，導(dǎo)入事先保存的dxf文件1與文件2，并做差集：
同樣的操作，導(dǎo)入dxf文件2、文件3并做差集：
定義自己需要的三種材料（這里隨便取了三種）分別作為基體、界面過(guò)渡區(qū)、骨料的材料，對(duì)基體及界面過(guò)渡區(qū)進(jìn)行材料賦值：
點(diǎn)擊“單擊和隱藏”，暫時(shí)將模型全部隱藏，然后導(dǎo)入dxf文件3，并對(duì)導(dǎo)入的模型賦值材料參數(shù)：
最后顯示全部就完成模型的構(gòu)建了~
骨料隨機(jī)投放，Ansys
隨機(jī)骨料
ansysAPDL隨機(jī)骨料命令流 ￥30
ansys三維圓形隨機(jī)骨料命令流，可用于生成不同粒徑及集配的骨料
