隨機骨料建模
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
隨機骨料建模的視頻教程
ABAQUS細觀混凝土隨機骨料、鋼纖維建模(Python二次開發)
基于Python二次開發參數化建模，建立ABAQUS二維、三維細觀混凝土中隨機骨料、鋼纖維的投放分布模型，包括： 1. 球形骨料隨機生成、投放和相交判斷； 2. 橢球形骨料隨機生成、投放和相交判斷； 3. 圓柱體骨料隨機生成、投放和相交判斷； 4. 正多面體骨料隨機生成、投放和相交判斷(咨詢)； 5. 隨機凹凸多面體骨料隨機生成、投放和相交判斷(咨詢)； 6.
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ABAQUS混凝土細觀隨機多面體骨料建模 (Python二次開發)
隨機多面體骨料實現fuller級配骨料粒徑分布； 11.?隨機多面體骨料投放邊生成邊投放，以及先生成再按從大到小投放（Numpy排序函數）； 12.?隨機多面體骨料投放后模型渲染處理技巧； 13.?隨機凹凸多面體骨料生成、投放、相交判斷建模過程的程序調試經驗、技術、技巧。
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ABAQUS細觀混凝土骨料砂漿ITZ三相建模(Python二次開發)
本課程為基于ABAQUS Python二次開發的細觀混凝土多尺度建模系列課程的第三季，緊跟前兩季課程中隨機骨料生成投放相交判斷的建模內容，前兩季課程鏈接如下： ABAQUS細觀混凝土隨機骨料、鋼纖維建模(Python二次開發) ABAQUS混凝土細觀隨機多面體骨料建模 (Python二次開發) 細觀混凝土多尺度建模系列課程涉及的ABAQUS Python二次開發的內容屬于中上難度，而關于
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隨機骨料建模的實例教程
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. 主要代碼
與開發單個三維隨機骨料模型類似，可先在ABAQUS/CAE中進行建模，然后參考rpy文件生成的python腳本，選擇所需的語句進行開發。
展開 ABAQUS隨機骨料建模插件 ￥400
<p class="ql-align-center"><strong>ABAQUS隨機骨料建模插件V1.0</strong></p><p class="ql-align-center"><br></p><p>1. <strong>插件簡介</strong></p><p>Random Aggregate Modeling V1.0 是一款基于Python 3語言開發的ABAQUS插件，用于建立3D隨機骨料模型。該插件可實現多種單一形狀（如球形、橢球形和多面體）或混合形狀的骨料模型的生成，插件采用運動模擬的動態算法，能夠高效地生成高骨料體積分數的骨料模型，提高工作效率，在復合材料數值模擬研究領域具有廣闊的應用前景。</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）和參數界面（Parameters）。</p><p><strong>2.1. 主界面</strong></p><p>主界面用于設置隨機骨料模型的主要參數，具體如下：</p><p>Model：指定創建的新部件位于ABAQUS中哪個模型。</p><p>Part：指定所要創建的新部件名稱。</p><p>Container：隨機骨料模型的外形，簡稱容器，分為長方體（Cuboid）和圓柱體（Cylinder）兩種。</p><p>Cuboid：長方體容器，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部；若Periodic選項被勾選，則骨料會被邊界切割，并成周期性分布。
展開 可見隨著多面體的階數增加，根據小編提供的建模方法建模得到的隨機多面體骨料模型趨于球體。
1、ANSYS三維纖維骨料混凝土：
2、ANSYS球形試件隨機模型：
3、ANSYS隨機裂縫巖石節理裂隙
建模插件：
CAD隨機幾何3D插件
現階段在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
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隨機骨料建模的最新內容
歷經3個月的打磨，OptFuture 2025.4.0今日正式與大家見面！本次更新帶來了隱式建模、隨機振動
兩大全新模塊，并針對拓撲優化與文件管理系統進行了
多項深度優化。在追求仿真效率的道路上，OptFuture始終與您同行。歡迎登錄cae.optfuture.cn探索新版本帶來的高效設計與仿真體驗！
用戶群
隱式建模
在ABAQUS有限元軟件中構建地層地質分層幾何模型，對巖土工程分析具有重要研究價值。該模型能精確表征不同地質層的幾何形態、材料屬性及空間分布，為地下結構穩定性評估、地震動力響應模擬及地質災害預測提供可靠數值依據。通過高精度有限元分析，可顯著降低現場試驗成本，優化工程設計參數，提升施工安全性和經濟性。
本案例中的地質分層模型通過CAD隨機粗糙度表面插件參數化隨機生成
ABAQUS三維多面體骨料密堆積建模通過重力堆積算法構建混凝土細觀結構，克服了傳統隨機分布模型與實際骨料沉降行為的偏差，更精準反映骨料在混凝土中的分布特征，可實現高骨料占比下的力學響應模擬，為混凝土損傷機理研究、材料參數標定及多尺度耦合分析提供可靠依據。本案例介紹在ABAQUS內建立三維混凝土多面體骨料重力密堆積模型。
混凝土細觀骨料堆積模型采用
ABAQUS二維隨機多邊形骨料及界面過渡區（ITZ）的混凝土細觀建模研究，可有效揭示混凝土內部多相復合結構的力學響應機理。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，對提升混凝土結構耐久性與安全性具有重要意義。本案例介紹在ABAQUS內建立多邊形骨料、界面過渡區（ITZ）、水泥砂漿基體多相材料混凝土細觀有限元模型。
插件介紹：
這是一個任意鋪層角度的ud層合板纖維尺度建模插件，可以層合板的尺寸大小、纖維半徑，以及每一層的樹脂含量。纖維采用隨機分布，纖維與樹脂分為兩個部件。
操作說明：
首先打開abaqus CAE，在Plug-ins目錄下找到任意鋪層角度的ud層合板纖維尺度建模插件，如圖所示：
點擊它，打開插件界面，如圖所示：
插件介紹：
這是一個具有周期性的ud單胞細觀建模插件，可以指定單胞的尺寸大小、纖維半徑，以及樹脂含量。纖維采用隨機分布，纖維與樹脂分為兩個部件。
操作說明：
首先打開abaqus CAE，在Plug-ins目錄下找到UD單胞細觀建模插件，如圖所示：
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點擊它，打開插件界面，如圖所示
本案例介紹在ABAQUS內建立三維隨機粗糙度表面或地形圖模型，并通過隨機粗糙度表面進行簡單的動力學模擬。
首先采用CAD隨機粗糙度表面插件建立三維隨機粗糙度實體幾何模型，并將模型導出為iges格式文件。
在ABAQUS內將隨機粗糙度表面文件以部件的形式進行導入。
混凝土的強度很大程度上取決于粗骨料與水泥砂漿之間的界面過渡區（ITZ）。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
在混凝土結構中，粗骨料與水泥砂漿之間的界面過渡區（ITZ）是決定混凝土承受荷載能力的關鍵因素之一,研究表明，混凝土在承受外力時的破壞主要發生在界面過渡區的損傷。本案例介紹通過CAD隨機多面體&過渡區3D插件建立隨機分布的三維多面體骨料及界面過渡區細觀混凝土模型，并將模型導入ABAQUS內進行多相材料的指定。
在AutoCAD軟件內，采用CAD
