3D界面過渡區(qū)的案例
ABAQUS混凝土細觀3D模型-含界面過渡區(qū)的多面體骨料密堆積
界面過渡區(qū)（ITZ）作為骨料與水泥基體間的薄弱相，顯著影響混凝土的力學行為與耐久性。在ABAQUS中構(gòu)建含界面過渡區(qū)的多面體骨料密堆積3D模型，能夠真實反映混凝土細觀非均質(zhì)特性，精確模擬骨料形態(tài)、分布及界面行為對材料性能的影響機制。該研究為揭示混凝土損傷演化規(guī)律提供理論支撐，對優(yōu)化配合比設計、提升結(jié)構(gòu)耐久性具有重要學術價值與工程應用前景。
三維混凝土細觀模型通過CAD多面體&過渡區(qū)密堆積3D插件建立，模型中不同粒徑分組的骨料及ITZ均已分圖層，同一模型中最高支持設置七相不同種類的材料。
通過AutoCAD軟件將骨料、ITZ、水泥砂漿部件分別導出為iges格式文件后，再以部件的形式導入到ABAQUS內(nèi)建立混凝土細觀有限元三維模型。
分別設置骨料、界面過渡區(qū)、水泥砂漿的材料屬性，并進行指派截面。
可根據(jù)研究的需要設置分析步、相互作用及載荷，并進行混凝土細觀模型的裝配操作。
進行混凝土細觀三維模型的網(wǎng)格劃分，本案例中采用二次四面體單元（C3D10）,單元數(shù)量為362萬個。
在使用插件建立混凝土細觀三維幾何模型時，應合理設置建模參數(shù)，以確保網(wǎng)格劃分的質(zhì)量。
展開 ANSYS混凝土細觀3D模型-含界面過渡區(qū)的多面體骨料密堆積
界面過渡區(qū)（ITZ）作為骨料與水泥基體間的薄弱相，顯著影響混凝土的力學行為與耐久性。基于ANSYS軟件構(gòu)建含界面過渡區(qū)的多面體骨料密堆積3D模型，可有效表征混凝土細觀非均質(zhì)特性，精確模擬骨料形態(tài)、分布及界面行為對材料性能的影響機制。該研究為揭示混凝土損傷演化規(guī)律提供理論支撐，對優(yōu)化配合比設計、提升結(jié)構(gòu)耐久性具有重要學術價值與工程應用前景。
三維混凝土細觀模型基于CAD多面體&過渡區(qū)密堆積3D插件構(gòu)建，其中不同粒徑分組的骨料及界面過渡區(qū)（ITZ）均按圖層分組設置，同一模型中可批量配置七種不同材料相。
通過AutoCAD軟件將骨料、ITZ及水泥砂漿部件分別導出為IGES格式文件后，再以部件形式導入ANSYS，通過 Design Modeler導入外部幾何結(jié)構(gòu)文件建立混凝土細觀有限元三維模型。
分析系統(tǒng)選擇顯示動力學，在模型中將建立的混凝土細觀幾何模型打開。
分別設置骨料、界面過渡區(qū)、水泥砂漿的材料屬性并完成網(wǎng)格劃分，根據(jù)研究內(nèi)容進行后續(xù)的求解分析。
展開 COMSOL混凝土細觀3D模型-含界面過渡區(qū)的多面體骨料密堆積
混凝土的宏觀力學性能主要受其細觀結(jié)構(gòu)控制，其中骨料與水泥基體間的界面過渡區(qū)（ITZ）作為薄弱相，顯著影響材料的力學行為與耐久性。本文基于COMSOL Multiphysics有限元軟件，構(gòu)建含ITZ的多面體骨料密堆積三維細觀模型，有效表征混凝土的非均質(zhì)特性，準確反映骨料形態(tài)、分布及界面行為對整體性能的影響機制，為揭示混凝土損傷演化規(guī)律、優(yōu)化配合比設計及提升結(jié)構(gòu)耐久性提供理論支撐。
本研究采用CAD多面體&過渡區(qū)密堆積3D插件生成混凝土三維細觀幾何模型。模型中骨料按粒徑劃分為三個組別，并通過堆積算法實現(xiàn)高填充率的隨機密堆積排布，同時在每顆骨料外圍自動生成可設置厚度的ITZ層。插件分別對不同粒徑范圍的骨料、對應的ITZ以及水泥砂漿基體分圖層繪制，便于后續(xù)材料賦值與處理分析。
利用AutoCAD軟件將骨料、ITZ及水泥砂漿三類幾何部件分別導出為IGES格式文件。在COMSOL中通過“幾何-導入”功能依次導入各IGES文件，并在幾何中設置長度單位，形成裝配以構(gòu)建完整的混凝土三維細觀實體模型。
在COMSOL中分別為骨料、ITZ和水泥砂漿指定材料屬性。
采用四面體網(wǎng)格對模型進行網(wǎng)格劃分，單元大小設置為細化。
展開 Abaqus隨機多面體骨料及界面過渡區(qū)ITZ三維模型建模
建模教程
首先采用CAD隨機多面體&過渡區(qū)3D插件進行模型的構(gòu)建，模型構(gòu)建時只需要設置好相應的建模參數(shù)，插件會自動在AutoCAD軟件內(nèi)建立起隨機分布的三維多面體與界面過渡區(qū)（ITZ）模型，隨機多面體及界面過渡區(qū)的厚度等模型參數(shù)均可指定。
隨機多面體模型的建立，實現(xiàn)多面體骨料以及多面體三維過渡區(qū)的幾何模型：
有限元模型
在AutoCAD軟件內(nèi)將外部基體、骨料、過渡區(qū)分別導出為iges格式文件，在Abaqus內(nèi)對這三份文件分別導入部件，并進行裝配：
建立起隨機多面體骨料及界面過渡區(qū)的Abaqus幾何模型：
后續(xù)可進行模型的力學分析等。
建模插件：
CAD_隨機多面體&過渡區(qū)插件
展開 
ANSYS Workbench多邊形骨料及界面過渡區(qū)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(zhì)之間形成的界面過渡區(qū)（ITZ, Interfacial Transition Zone），對于準確理解混凝土的力學性質(zhì)非常重要。
在ANSYS Workbench內(nèi)建立多邊形骨料、界面過渡區(qū)、及水泥漿體在內(nèi)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(nèi)。在插件內(nèi)設置模型參數(shù)后運行插件在AutoCAD內(nèi)完成混凝土細觀模型的建立。
在CAD內(nèi)對骨料、界面過渡區(qū)、水泥砂漿分別建立面域部件，并使得每部分單獨占據(jù)一個圖層。
將模型整體導出為iges格式后，即可導入到Workbench內(nèi)，并可在SpaceClaim內(nèi)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(wǎng)格劃分及后續(xù)的模擬分析。
CAD隨機多邊形顆粒
https://www.yqgqt.org.cn/post/1787116
展開 ABAQUS二維隨機多邊形骨料界面過渡區(qū)混凝土細觀建模
ABAQUS二維隨機多邊形骨料及界面過渡區(qū)（ITZ）的混凝土細觀建模研究，可有效揭示混凝土內(nèi)部多相復合結(jié)構(gòu)的力學響應機理。該模型能夠真實反映骨料隨機分布特征及ITZ對裂縫萌生與擴展的影響，為準確模擬混凝土損傷演化過程、預測宏觀力學性能提供理論基礎，對提升混凝土結(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、界面過渡區(qū)（ITZ）、水泥砂漿基體多相材料混凝土細觀有限元模型。
混凝土細觀模型采用CAD隨機多邊形2D插件專業(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，以備導入ABAQUS內(nèi)。
在ABAQUS內(nèi)將混凝土細觀圖形以草圖的形式分別導入。
利用草圖建立混凝土模型中各組分的部件。
對混凝土中各組分分別設置材料屬性，如進行混凝土細觀力學分析時，可采用EasyCDP Mortar&ITZ插件快速設置混凝土損傷塑性材料模型參數(shù)。
將混凝土細觀模型中的砂漿、骨料、ITZ部件進行裝配。
進行混凝土細觀模型的網(wǎng)格劃分，可采用四邊形或三角形單元類型。
后續(xù)可根據(jù)研究的需要進行混凝土細觀模型的模擬分析，如混凝土的受壓損傷開裂等。
二維多邊形骨料混凝土細觀模型的受壓損傷模擬教程可以參考：ABAQUS多邊形骨料ITZ混凝土細觀受壓開裂論文復現(xiàn)視頻
展開 COMSOL細觀混凝土砂漿及界面過渡區(qū)受壓損傷破壞
混凝土是一種由水泥漿體、粗細骨料組成的復合材料，其中水泥漿與骨料之間的界面過渡區(qū)被認為是影響混凝土整體性能的關鍵。建立砂漿、骨料、界面過渡區(qū)（ITZ, Interface Transition Zone）的混凝土細觀模型對于深入理解混凝土材料的性能及其損傷破壞機理至關重要。本案例介紹在COMSOL內(nèi)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(nèi)，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(shù)，并對模型進行網(wǎng)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(tài)，提交計算完成研究。
展開 ABAQUS隨機球體骨料及界面過渡區(qū)混凝土軸壓破壞
混凝土中粗骨料與水泥砂漿之間的界面過渡區(qū)（ITZ）損傷是混凝土在荷載下發(fā)生破壞的主要因素，骨料與水泥漿體的粘結(jié)界面層損傷規(guī)律對混凝土細觀損傷研究具有重要意義。本案例通過CAD隨機球體顆粒&過渡區(qū)3D插件建立球體骨料及界面過渡區(qū)三維細觀混凝土模型，并將模型導入ABAQUS內(nèi)，通過Concrete Damaged Plasticity Model，研究細觀混凝土在軸壓荷載下ITZ及水泥砂漿的損傷演化規(guī)律。
在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD隨機球體顆粒&過渡區(qū)3D V1.0插件建立隨機投放的球體粗骨料、界面過渡區(qū)(ITZ)部件及水泥砂漿基體三維模型，并將粗骨料、ITZ與水泥砂漿分別導出為.iges格式文件備用。
將導出的模型文件以部件的形式導入到ABAQUS內(nèi)。
對骨料、ITZ、砂漿分別指定材料，其中砂漿及界面過渡區(qū)均采用CDP模型。
新建離散剛體殼部件，作為試件的荷載施加板，并將其與試件裝配為整體。設置相互作用，通過參考點創(chuàng)建耦合約束，設置加載板與試件的接觸，接觸類型選用表面與表面接觸，并設置罰。
將下板設置為固定約束，上板添加豎向位移。
對球體骨料及界面過渡區(qū)混凝土模型劃分網(wǎng)格。
創(chuàng)建并提交作業(yè)，查看結(jié)果。
展開 COMSOL混凝土細觀模型之圓形骨料及界面過渡區(qū)ITZ建模教程
模型總覽
建模教程
1、CAD模型構(gòu)建
采用CAD隨機圓形插件建立CAD模型：
將每個圖層上的圖形另存為.dxf格式文件：
2、comsol建模
打開comsol軟件，導入事先保存的dxf文件1與文件2，并做差集：
同樣的操作，導入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、界面過渡區(qū)、骨料的材料，對基體及界面過渡區(qū)進行材料賦值：
點擊“單擊和隱藏”，暫時將模型全部隱藏，然后導入dxf文件3，并對導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~
Abaqus混凝土梁三點彎曲開裂模擬基于隨機多邊形骨料及界面過渡區(qū)模型
本案例建立包含隨機多邊形粗骨料、界面過渡區(qū)（ITZ）及水泥砂漿在內(nèi)的細觀混凝土梁二維模型，對混凝土梁在三點彎曲工況下進行有限元模擬，展示混凝土梁跨中部位的裂縫發(fā)展情況。
在Abaqus CAE軟件內(nèi)，采用AbyssFish RandomPolygon2D V2.0插件建立多邊形粗骨料、實體界面過渡區(qū)、水泥砂漿三部件混凝土細觀模型。由于只考慮梁的跨中開裂情況，為了簡化模型的復雜度，這里只建立了跨中部分的細觀混凝土模型。
為實現(xiàn)長方形梁模型，手動建立長方形部件，并與插件建立的細觀混凝土模型裝配為整體，并進行相應的材料指派。
建立梁支座，并將下部支座設置為固定約束，跨中添加豎直向下的位移，進行混凝土梁的三點彎曲試驗模擬。
對模型進行網(wǎng)格劃分，跨中部分適當加密網(wǎng)格。
創(chuàng)建作業(yè)提交分析并查看結(jié)果。
展開 CAD多面體&過渡區(qū)密堆積3D插件 ￥3699
材料分割可選擇自動與手動兩種模式，自動模式下生成的模型中外側(cè)基體、界面過渡區(qū)、多面體均不發(fā)生干涉；手動模式下外側(cè)基體、界面過渡區(qū)、多面體構(gòu)成內(nèi)包關系。
應用場景
插件建立的多面體堆積模型可用于科研論文繪圖渲染。
模型也可導入ANSYS、ABAQUS、COMSOL、LS-DYNA等有限元軟件，進行三維多面體骨料堆積及ITZ界面過渡區(qū)的混凝土細觀建模，插件內(nèi)置的幾何優(yōu)化算法可確保模型在有限元軟件內(nèi)實現(xiàn)高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分。
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(tǒng)，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(lián)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）
CAD多面體&過渡區(qū)密堆積3D樣圖.rar
展開 
CAD隨機球體顆粒&過渡區(qū)3D插件 ￥899
插件介紹
CAD隨機球體顆粒&過渡區(qū)3D插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)生成隨機分布的球體及球體外側(cè)過渡區(qū)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(shù)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(qū)間，及每個區(qū)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(wǎng)格劃分出現(xiàn)過小網(wǎng)格的問題）、過渡區(qū)的厚度參數(shù)；球體隨機投放的迭代次數(shù)（確保模型可在有限時間內(nèi)建立，迭代次數(shù)過小可能達不到設計的球體百分比）。
插件構(gòu)建的模型包括基體、過渡區(qū)、球體顆粒三大部分。其中基體是長方體部件，基體內(nèi)部帶有球形孔洞，與過渡區(qū)部件形成無干涉且無間隙的裝配關系；過渡區(qū)部件是有厚度的球殼，球殼外表面連接基體，內(nèi)表面連接內(nèi)部球體；球體顆粒分布在過渡區(qū)內(nèi)部。三者之間形成裝配模型。基體、過渡區(qū)、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(nèi)生成模型外，還輸出模型對應的參數(shù)信息，如實際生成的球體個數(shù)及體積比（實際球體百分比），以上信息將呈現(xiàn)在插件右側(cè)的提示框內(nèi)。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(qū)體積Vitz，該信息輸出到插件文件夾內(nèi)的SphereData.xlsx文件內(nèi)，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(tǒng)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 Abaqus隨機骨料過渡區(qū)孔隙三維網(wǎng)格插件：Random Agg ITZ Pore 3D (Mesh) ￥998
插件介紹
Random Agg ITZ Pore 3D (Mesh) V1.0 - AbyssFish 插件可在Abaqus內(nèi)參數(shù)化建立包含水泥漿基體、粗細骨料、界面過渡區(qū)（ITZ）、孔隙在內(nèi)的多相材料混凝土細觀背景網(wǎng)格模型。
模型說明
插件采用材料映射單元的方式，將不同相材料賦值到網(wǎng)格單元，實現(xiàn)三維混凝土細觀有限元模型。
插件建立的模型中包含5個Set，從1~5分別對應水泥基體、大粒徑骨料、小粒徑骨料、孔隙、界面過渡區(qū)。
插件通過指派五種材料，實現(xiàn)完整的模型，插件生成的材料屬性均為空，需要用戶自行設置或替換。
模型中的骨料及孔隙均為球體形狀，界面過渡區(qū)包裹在骨料外側(cè)。
注意，插件僅完成了幾何部件的網(wǎng)格劃分及材料截面指派，并未指定材料屬性、分析步、載荷等，此部分內(nèi)容需要用戶根據(jù)模擬內(nèi)容自行設置。
參數(shù)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(tǒng)一即可。
Element size：單元尺寸。插件劃分立方體單元，形成體素模型，因此模型的長寬高需要同時為單元尺寸的整數(shù)倍。
Max/Min Aggregate D：大粒徑或小粒徑的球體骨料直徑尺寸范圍。
Pore D：球體孔隙的直徑范圍。
Ratio：當前組材料總體積占長方體體積的比例。
ITZ：骨料外側(cè)界面過渡區(qū)的厚度。當設置為0時，可實現(xiàn)無界面過渡區(qū)模型。
Margin：骨料或孔隙距離試件外表面的距離。
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