隨機球體圓柱模型的案例
CAD隨機球體顆粒 中空圓柱分布 ￥399
插件簡介
CAD隨機球體顆粒-中空圓柱分布插件可在AutoCAD軟件內實現中空圓柱試件及內部隨機球體的參數建模功能，插件可指定中空圓柱試件的外徑、內徑、高度，及球體的分布參數。
插件可控制隨機球體之間的最小間距，以確保隨機球體間不會發生干涉，當球體最小間距設置為負數時，球體間可能會發生相交。
插件可指定生成三個粒徑范圍的球體，同時可控制每種粒徑球體所占比例，以實現不同級配骨料的生成。
插件可對不同部件進分圖層繪制，方便批量操作。
插件可實現中空圓柱狀圓環部件的模擬，如材料內部缺陷、復合材料、顆粒增強材料等。
插件生成的CAD模型可導入其他有限元軟件進行建模，如在comsol、ANSYS、Abaqus等有限元軟件內用于混凝土細觀力學分析、圓柱試件受力模型、內部缺陷分析、多孔介質滲流模擬、顆粒導電分析等。
說明提醒
插件支持AutoCAD2010~2023版本。
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
中空圓柱隨機球體樣圖CAD2010.rar
展開 Abaqus隨機球體三維圓柱體試件建模插件 ￥98
插件介紹
AbyssFish Random Sphere Cylinder 3D V2.0 插件可在Abaqus內參數化生成隨機分布的球體部件及圓柱體試件三維模型。插件可用于構建球體骨料混凝土細觀、球體彈丸、泡沫混凝土、多孔結構模型等，可設置模型的尺寸、球體的粒徑分布、球體比例等參數。
模型說明
插件采用多部件（Part）裝配方式，分別建立隨機分布的球體及帶有孔洞的圓柱體部件，并進行模型裝配。
插件建立的模型中每個球體為一個獨立的部件，且插件已對所有球體進行空材料的指派，用戶可批量更改球體的截面屬性。
模型中所有球體可以批量進行網格劃分，方便用戶使用。
注意，插件僅完成了幾何部件的裝配操作，并未指定材料屬性、分析步、相互作用、載荷、網格等，此部分內容需要用戶根據模擬內容自行設置。
參數說明
Diameter、Height：設置圓柱體模型的直徑及高度。單位全局統一即可。
Diameter Min、Diameter Max：球體的直徑分布區間。隨機球體均勻分布在設定的參數值范圍內。
Sphere ratio：所有球體的體積占圓柱體體積的比例。
Gap_min：球體之間可能存在的最小間距，本參數設置是為了防止球體之間距離過小造成模型中存在小邊，而影響到后期的網格劃分。
Steps_max：最大投放次數，模型采用隨機投放算法，達到設定的投放嘗試次數后停止。此參數若設置過小可能會達不到設定的球體百分比，應根據球體數量適當調整。
適用版本
插件可運行在Windows10、11系統上，支持Abaqus2024及以上版本。
展開 comsol隨機幾何 隨機分布顆粒 纖維混凝土 不干涉模型 隨機球體 隨機裂縫
comsol隨機幾何模型
在常見的材料中，嚴格來講均質單一性的材料并不常見，更多的是隨機材料。這就使得在幾何建模時需要考慮材料的隨機性，這里講介紹幾種常見的隨機材料模型及在comsol內構建該模型的方法。
comsol多類隨機裂隙，帶厚度裂隙：
comsol纖維隨機分布，復合材料：
comsol隨機分布顆粒：
comsol隨機孔隙：
comsol不干涉隨機幾何構建
在comsol內主流的隨機分布幾何構建方法是通過COMSOL with Matlab連接，通過Matlab代碼實現模型的建立。但是采用 LiveLink for MATLAB的方案對于初學者要求較高，需要掌握MATLAB語法基礎并具有一定的程序設計能力。這里介紹另一種快速建模的方法，通過CAD文件導入到COMSOL內。
而在CAD內建立隨機幾何可通過其他軟件設置好參數后一鍵生成，從而無需編程操作。下面是能構建以上幾種模型CAD軟件。
下載鏈接：CAD隨機幾何3D
展開 Abaqus RandCylinder V1.0 圓柱試件隨機球體投放插件 ￥98
插件簡介
RandCylinder V1.0由可在圓柱試件內進行隨機投放球體，插件可指定圓柱試件的高度、直徑，球體的大小范圍、投放的比例，以及球體間的最小間距。插件可用于混凝土骨料的隨機投放、多孔材料模擬、泡沫結構等領域的建模研究。
功能說明
插件運行后會在Abaqus軟件內自動建立好裝配體，裝配體包括生成的所有球體，以及與球體相適配的帶孔圓柱體部件。球體與球體之間，以及球體與圓柱體之間均不會發生干涉，可充分確保模型的協調一致性。
使用說明
安裝請解壓后將插件文件夾置于“Abaqus工作目錄/ abaqus_plugins/”下，打開Abaqus CAE點擊Plug-ins，找到Particles Cylinder V1.0運行。
插件運行需Abaqus 6.14及以上版本，插件需要注冊，購買后請聯系QQ：1135122921進行注冊。注冊編號請在插件中點擊OK后查看Abaqus下方的提示欄。
展開 
ABAQUS隨機球體骨料細觀混凝土三維圓柱試件軸壓開裂
本案例在ABAQUS軟件內，建立隨機投放的三維球體骨料及圓柱體混凝土試件，基于損傷力學模型，進行準靜態軸心受壓試驗，研究混凝土圓柱試件的裂縫開展。
在Abaqus CAE軟件內，采用AbyssFish RandomSphere Cylinder 3D V2.0插件建立球體骨料、圓柱體試件三維混凝土細觀模型。
建立圓柱體部件作為壓力試驗機加載板，并將其與插件生成的試件模型裝配為整體，設置兩者之間的相互作用。
添加材料，插件已將模型中的所有球體統一賦值截面屬性，只需替換截面中的材料，即可實現所有球體的材料批量賦值。
建立分析步，將上部板添加位移，下部板設置為固定約束，模擬試驗機的荷載施加。
對模型各部分進行網格劃分。
創建作業提交分析查看結果。
展開 ABAQUS圓柱容器內三維球體重力堆積含有ITZ界面模型
本案例介紹在ABAQUS內建立球體重力密堆積三維模型，模型采用圓柱體試件，包含界面過渡區ITZ部件，可用于超高骨料占比的混凝土細觀幾何建模。
圓柱體試件內的球體密堆積及ITZ等部件采用CAD球體密堆積_圓柱體試件3D插件在AutoCAD軟件內參數化建模生成。插件可設置三組粒徑范圍的球體顆粒，并可指定每組粒徑的占比。在本案例中為方便網格劃分，將球體間的最小間距設置為2毫米，界面過渡區ITZ厚度設置為1毫米，如需獲取更高的骨料占比，可將上述兩個參數調小，來實現更為密集的骨料堆積狀態。
將CAD中生成的球體密堆積骨料、空心球ITZ部件、圓柱體水泥砂漿基體分別導出為iges格式文件，三部分模型在CAD內分圖層繪圖，可方便的批量導出。
將三份iges文件以部件的形式導入到ABAQUS內，建立混凝土細觀中的砂漿、粗骨料、ITZ部件。
為各個部件分別設置材料，如水泥砂漿及界面過渡區ITZ均可采用混凝土損傷塑性材料參數，這里使用EasyCDP插件快速設置CDP材料屬性。
將混凝土細觀中的骨料、砂漿、ITZ部件進行裝配，插件建模時已將各部件的位置進行了對齊，因此裝配后無需再次移動。
根據模擬工況的需要設置分析步并施加載荷邊界條件等，并進行網格劃分。網格劃分時建議單元尺寸應接近建模時在插件中設置的最小間距及界面層厚參數，以確保網格質量。
展開 三維隨機纖維-球體骨料細觀混凝土模型/細觀混凝土/纖維混凝土 ￥369
在前面的視頻中已經有了三維隨機球體骨料的細觀模型建立方法和靜力抗壓仿真分析的方法（課程封面如圖）。
簡單三維球體細觀模型的課程已更新一年半有余，后臺私信和留言中有不少同學咨詢“怎么添加纖維/有沒有纖維混凝土的模型”，由于之前一直在忙著干其他的事情，最近心血來潮，那么今天就寫了這個帖子，分享自己關于在三維細觀混凝土模型中添加纖維的一些思路和腳本建立方法。
三維隨機纖維-球體骨料細觀混凝土模型——四相（砂漿、骨料、ITZ和纖維）組分的復合混凝土模型組成效果和仿真效果如下。
在前邊的三維隨機球體模型中，投放骨料的思路十分簡單，只需要使用python代碼隨機生成一個球體特征數據，再與已存儲的球體數據進行判斷（判斷球心距與兩球體半徑之和）即可。若球心距大于半徑之和則存儲在骨料數據庫中，進行下一個球體的生成與判斷；若小于，則不存儲，進行下一個球體的生成判斷。最后使用python與abaqus之間的接口，把數據轉化為圖形即可。
把這個思路放到纖維與骨料之間的判斷中來，似乎也能進行相應的判斷。只需要生成隨機的纖維，用纖維端點坐標與骨料球心坐標，計算出球心到直線的距離就可以了，如下圖所示。
使用點到直線的距離公式判斷球體與纖維的相交，這樣看著好像沒啥問題，但其實纖維能在混凝土中分布的區域已經大大縮小了。如下圖所示，當纖維的方向指向骨料時，雖然纖維與骨料并沒有相交，但簡單地使用點到直線的距離公式，會被判斷為相交狀態，這根纖維就將被認為不能放在混凝土中。
展開 ANSYS Workbench隨機球體多孔結構三維模型
在ANSYS內建立多孔結構模型可采用CAD隨機球體插件專業版參數化建立模型后再將模型導入到Workbench內實現。
具體操作步驟為在AutoCAD內將生成的多孔結構模型導出為.sat格式文件，再通過Workbench幾何結構-導入幾何模型，將模型導入到Workbench內。
可對模型進行網格劃分。
后續可根據研究內容對模型進行有限元模擬分析。
CAD隨機球體插件 專業版
https://www.yqgqt.org.cn/post/1945446
展開 CAD隨機球體顆粒插件 三維孔隙模型 ￥299
功能說明
CAD隨機球體顆粒插件用于在AutoCAD軟件指定大小的長方體區域內生成隨機分布的無干涉球體顆粒，同時生成與球體顆粒適配的帶有孔洞的長方體基體。
球體顆?？梢灾付ㄈN粒徑范圍，并可以分別定義各個粒徑所占的比例，同時插件支持球體總體積的比例控制，也就是具有控制長方體基體孔隙率的功能。
插件生成的三維球體之間及與長方體基體之間均不會發生相交，可導入ANSYS、Ls-Dyna、ABAQUS、COMSOL、Fluent等有限元軟件進行裝配操作，用于模擬多孔或孔隙介質或顆粒復合材料。
插件在生成基體部件及每一個粒徑范圍的球體顆粒時，均采用不同的CAD圖層繪制，方便使用者的后續處理及不同材料類型的分批次導入。
CAD隨機球體插件為免安裝的exe可執行文件，但需要有Autodesk公司的AutoCAD軟件作為支持，插件對CAD2008~2022全面兼容。
插件具有中文界面，界面參數等信息明了易懂，同時提供人性化的運行狀態提示功能，可實時了解運行狀態。插件對異常的參數信息具有初步鑒別功能，可有效防止參數設置失誤造成的程序崩潰。
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。
CAD樣圖
在購買插件前可查看下列插件生成的CAD三維球體及孔隙基體的樣圖，并可嘗試樣圖導入有限元軟件的情況，如無問題可購買。樣圖參數如下：
三維隨機球體及孔隙材料樣圖CAD文件.rar
展開 CAD球體密堆積_圓柱體試件3D插件 ￥1599
插件介紹
CAD球體密堆積_圓柱體試件3D插件可在AutoCAD內建立圓柱體區域內的球體密堆積模型，且可建立球體與基體交界處的界面過渡區（ITZ）部件。插件通過模擬球體在重力作用下的堆積過程，可生成密堆積的幾何模型并提供堆積過程的動態展示。
該插件采用重力堆積物理引擎，構建可視化交互界面，可實時呈現建模過程中球體的重力堆積動態模擬，并支持通過時長參數精確調控堆積過程的持續時長。
該插件支持自定義圓柱體模型的直徑與高度，可配置三組球體粒徑區間，并設定每組球體粒徑占模型總體積的比例，以實現對模型生成的精確控制。
該插件支持自定義球體間最小間距參數，可精確調控生成無重疊或重疊的球體堆積模型。
插件可生成界面過渡區（ITZ）部件，并可設置界面過渡區的厚度。
模型說明
插件在CAD建立球體堆積模型、球體外側的界面過渡區部件及與之適配的帶有空洞的圓柱體部件。
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。
帶有界面層的粒子堆積模型渲染，用于科研論文繪圖。
球體密堆積模型及界面過渡區、基體也可導入ANSYS Workbench、COMSOL、ABAQUS進行有限元仿真。
展開 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
研究進展
通過ANSYS進行混凝土細觀模型的構建是進行混凝土性能分析的有效方法，在ANSYS內構建混凝土細觀模型是分析的前提?，F階段在ANSYS內進行隨機混凝土模型構建的主流方法是通過APDL命令流等形式，這要求研究者應具有一定的程序設計能力。
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 
CAD隨機球體顆粒&過渡區3D插件 ￥899
插件介紹
CAD隨機球體顆粒&過渡區3D插件可用于在AutoCAD軟件內生成隨機分布的球體及球體外側過渡區部件，適用于科研繪圖、有限元建模等方面的應用。
插件可指定的參數有模型的長、寬、高；球體顆粒的大小分布范圍，包含三個粒徑區間，及每個區間球體所占的體積比；球體占長方體的體積比、球體間的最小間距（避免網格劃分出現過小網格的問題）、過渡區的厚度參數；球體隨機投放的迭代次數（確保模型可在有限時間內建立，迭代次數過小可能達不到設計的球體百分比）。
插件構建的模型包括基體、過渡區、球體顆粒三大部分。其中基體是長方體部件，基體內部帶有球形孔洞，與過渡區部件形成無干涉且無間隙的裝配關系；過渡區部件是有厚度的球殼，球殼外表面連接基體，內表面連接內部球體；球體顆粒分布在過渡區內部。三者之間形成裝配模型?；w、過渡區、每種粒徑范圍的球體均繪制在不同的CAD圖層上，方便批量管理。
插件除在CAD內生成模型外，還輸出模型對應的參數信息，如實際生成的球體個數及體積比（實際球體百分比），以上信息將呈現在插件右側的提示框內。同時插件輸出模型中每個球體的半徑R、球心坐標（x,y,z）、球體體積Vsphere、過渡區體積Vitz，該信息輸出到插件文件夾內的SphereData.xlsx文件內，用Excel軟件打開查看。使用中需注意每次繪圖該信息將進行覆蓋，請及時備份保存。
插件可運行在Windows7、8、10、11系統上，同時需要有Autodesk公司的AutoCAD軟件支持，兼容AutoCAD 2010~2024全版本，不支持精簡版本的CAD軟件及其他廠商的CAD軟件。
展開 CAD隨機球體插件 專業版 ￥1799
插件介紹
CAD隨機球體插件專業版可用于在AutoCAD內建立隨機分布的球體三維模型。
模型說明
模型尺寸中長度、寬度、高度：設定隨機球體生成的長方體區域，及生成的長方體部件尺寸。
建?？刂浦星蝮w內包參數為限定球體是否會穿過模型的邊界。當球體內包打開時，所有球體均位于長方體部件內部，與長方體邊界不相交；當球體內包關閉時，球體可跨越長方體邊界。
最小間距參數為控制球體之間可能存在的最小距離，間距指球體外表面之間的最小距離，可同時限定球體與長方體模型外邊緣的最小距離。當最小間距設置為非負數時，所有球體之間均不會發生相交；當設置為負數時，球體可能出現干涉?？煽刂拼藚档闹祦韺崿F連通孔隙或封閉孔隙。
迭代指數為單個球體的投放嘗試次數，模型采用隨機投放算法生成，適當加大迭代指數可確保模型能有效構建。
粒徑比例參數可設置球體的最小直徑、最大直徑、體積比參數，體積比指當前組球體的總體積占長方體試件體積的比例。插件通過右側的添加按鈕可設置任意多組粒徑比例，以實現如正態分布、富勒曲線、連續級配、間斷級配等較為復雜的粒徑分布模型。
AutoCAD內對粒徑比例中每組序號的球體分圖層繪制，便于批量管理。
繪圖完成后，插件輸出包含模型孔隙率、每組粒徑范圍的球體數量、球體比例在內的整個模型信息。
展開 基于abaqus的三維幾何體建模插件(線條/圓柱/橢球/球體)--Abaqus Geometry
Cylinder Geom模塊
Cylinder Geom模塊包括：在長方體內部創建圓柱，可控制圓柱的長度范圍、半徑及圓柱之間的最小距離。
Cylinder Geom模塊生成長方體邊界模型的用戶輸入界面如下：
圖2.1 Cylinder Geom模塊用戶輸入界面
3. Ellipsoid Geom模塊
Ellipsoid Geom模塊：在長方體內部創建橢球，可控制橢球的長短軸和橢球之間的最小距離。
Ellipsoid Geom模塊生成長方體邊界模型的用戶輸入界面如下：
圖3.1 Ellipsoid Geom模塊用戶輸入界面
4. Sphere Geom模塊
Sphere Geom模塊：在長方體內部創建橢球，可控球的半徑和球之間的最小距離。
Sphere Geom模塊生成長方體邊界模型的用戶輸入界面如下：
圖4.1 Sphere Geom模塊用戶輸入界面
5. 模型示例
插件可生成模型類型如下：
圖(a) 線條模型
圖(b) 橢球模型
圖(c) 橢球嵌入模型
圖(d) 橢球切割模型
圖5.1 模型示例
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公眾號: 320科技工作室
VX: CAE320
展開 Abaqus隨機球體三維建模插件 ￥98
插件介紹
AbyssFish_RandomSphere3D V2.0 插件可在Abaqus內參數化生成隨機分布的球體部件及與之適配的多孔長方體部件。插件可用于構建球體骨料混凝土細觀、隨機彈丸、泡沫混凝土、多孔結構模型等，可設置模型的尺寸、球體的粒徑分布、球體比例等參數。
模型說明
插件采用部件（Part）裝配方式，分別建立隨機分布的球體及帶有孔洞的長方體部件，并進行模型裝配。
插件建立的模型中每個球體為一個獨立的部件，且插件已對所有球體進行空材料的指派，用戶可批量更改球體的截面屬性。
模型中所有球體可以批量進行網格劃分，方便用戶使用。
注意，插件僅完成了幾何部件的裝配操作，并未指定材料屬性、分析步、相互作用、載荷、網格等，此部分內容需要用戶根據模擬內容自行設置。
參數說明
Length、Width、Height：設置模型的長寬高尺寸，分別對應坐標軸x， y，z方向。單位全局統一即可。
Radius_Max、Radius _Mid、Radius _Min：大中小三種粒徑球體的半徑分布區間。粒徑區間設置可連續也可不連續，可指定所有粒徑大小一致。
Ratio：當前組球體占所有球體的比例，比例為體積比。
Volume ratio：所有球體的體積占長方形體積的比例。
Gap_min：球體之間可能存在的最小間距，本參數設置是為了防止球體之間距離過小造成模型中存在小邊，而影響到后期的網格劃分，此參數設置建議大于外側長方體的最小單元尺寸。
Timeout：最大投放次數，模型采用隨機投放算法，達到設定的投放嘗試次數后停止。
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