細觀力學模擬的案例
《Engineering Failure Analysis》：混凝土保護層銹脹開裂細觀力學模擬
細觀層次下，混凝土是由粗骨料、砂漿和二者界面區組成的三相復合材料，其中界面區是最薄弱的環節，因而銹脹裂縫也往往在此處萌生和擴展。為研究細觀層次下保護層的銹脹開裂過程，北京工業大學的杜修力（第一作者）和金瀏（通訊作者）兩位學者采用基于ABAQUS建立了用以計算保護層銹脹開裂細觀有限元模型，并在《Engineering Failure Analysis》上發表了題為“Meso-scale numerical investigation on cracking of cover concrete induced by corrosion of reinforcing steel”的研究成果。有限元模型中，粗骨料采用隨機骨料的投放方法，骨料體積含量高達46.5%。并討論了保護層厚度，骨料分布和鋼筋位置對于保護層銹脹開裂過程力學反應的影響。
內容簡介
現有的預測保護層銹脹開裂數值模型中，大多采用宏觀模型，即假設混凝土為均質材料，而實際上混凝土是是由粗骨料、砂漿和二者界面組成的多相復合材料。在宏觀層次下，無法體現各相材料對于保護層銹脹裂縫萌生和擴展的影響，因此有必要采用細觀力學模型研究保護層的銹脹開裂過程及力學反應。作者所建立的不同保護層厚度下鋼筋混凝土細觀數值模型如圖1所示，其中混凝土模型的截面尺寸為150mm×150mm，鋼筋直徑為16mm，骨料體積含量為46.5%，保護層厚度分別為20-40mm。
展開 CAD隨機圓形骨料插件 V2.0 ￥139
混凝土細觀力學模擬：用于研究混凝土細觀狀態下的力學性能、開裂模式等。
離子滲透研究：研究不同材料滲透特征下的離子滲透路徑、滲透模式。
滲流研究：用于研究介質中含有不透水材料下的滲流等。
多孔材料研究：多孔材料的光學、力學性能等的研究。
樣圖
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使用手冊
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固體塑性變形—細觀塑性力學 附塑性力學同濟大學下載
細觀力學包括實驗、理論和計算這3個緊密聯系的方面。實驗提供了細觀力學的物理依據，理論研究提供了物理規律的抽象模型和基本理論，計算分析則是一種有效的仿真和實驗手段。
下載地址：塑性力學同濟大學
ABAQUS二維混凝土細觀模型的數字化重建技術(一)幾何重構
在基于ABAQUS開展混凝土細觀力學模擬時，數字化重建技術是構建能夠真實反映混凝土內部多相結構（如骨料、砂漿、界面過渡區ITZ及孔隙等）的關鍵前置步驟。混凝土細觀模型研究中主流的數字化重建方法主要分為以下兩類：一是幾何重構法，從CT或照片圖像中提取真實骨料輪廓，通過AutoCAD等軟件重建混凝土骨料、ITZ幾何模型，再導入ABAQUS進行網格劃分；二是圖像映射法，將混凝土高分辨率掃描圖像通過預處理將不同材料進行顏色區分后，通過ABAQUS插件直接轉化為有限元網格單元，并依據圖像顏色差異劃分材料相。本案例介紹混凝土細觀模型的幾何重構法，圖像映射法將在下篇文章中進行詳細說明。
首先對混凝土細觀的掃描圖像進行預處理，明確區分骨料（黑色）與水泥砂漿材料（白色），然后通過批量圖像邊界軟件提取界面過渡區（紅色）。在進行邊界提取時，提取維度選擇二維，邊界附著選擇黑色（即附著在骨料上），邊界顏色可設置為白色，方便下一步的CAD導入，本案例通過二次加厚處理兩次，將過渡區厚度設置為三個像素寬度。
采用CAD圖像導入插件分別導入邊界提取前后的圖片，形成ITZ外邊界及骨料邊界的CAD線條圖。插件導入CAD后的模型尺寸與圖片分辨率一致，需在CAD內進行模型縮放以達到實際的模型尺寸，例如圖片分辨率是500×500 px，實際的模型尺寸為150×150 mm，則需要進行的縮放比例為：150/500。
CAD模型處理完成后，將骨料、ITZ、砂漿圖分別另存為dxf格式文件，并以草圖的形式導入到ABAQUS內，然后在ABAQUS中使用導入的草圖建立相應的部件。
展開 
離散元對加固尾砂在干濕循環作用下的細觀力學分析
離散元對加固尾砂在干濕循環作用下的細觀力學分析
禹雪陽1,劉邦瑤1,田亞坤1,2,伍玲玲1,2,張志軍1,2*
(1.南華大學 資源環境與安全工程學院,湖南 衡陽 421001;2.湖南省礦山巖土工程災害預測與控制工程技術研究中心,湖南 衡陽 421001)
摘 要：為探究加固尾砂在干濕循環作用影響下力學性能、力鏈和尾砂顆粒運動的變化,通過對加固尾砂進行三軸試驗和離散元顆粒流(PFC2D)模擬試驗,分析其力學性能變化趨勢,并且探究尾砂顆粒間受力傳力和顆粒運動的演變。試驗結果表明:加固尾砂峰值應力隨著干濕循環次數增加而逐漸遞減,但是其峰值應力相較于原狀尾砂至少提升2.13倍;在干濕循環作用下,加固尾砂內部力鏈逐漸加粗,網狀粗力鏈區域增多,且網狀粗力鏈區域發生位置變化;試樣破壞碎片數量隨循環次數增加而增加,碎片集中區隨著循環進行,從試樣下部向上部移動;干濕循環造成尾砂顆粒位移情況發生改變,顆粒不同位移區域增加,并在試樣上端產生大量不同位移區域,造成試樣上端更容易被破壞。
關鍵詞：干濕循環;力學性能;PFC;力鏈;顆粒位移
0 引 言
因世界各國尾礦庫安全問題頻發,如2019年巴西布魯馬迪紐潰壩事件,造成了嚴重的安全事故,給經濟帶來了不可挽回的損失。為了解尾礦庫壩體的特性和治理尾礦庫安全問題,世界各國學者在不同種類的土體物理力學性能和微生物土體加固方面展開了大量研究。
微生物加固是土體綠色治理方案,它能有效填充土體孔隙,增強土體力學性能[1]。微生物加固能顯著提升土體物理性能和土體強度,并且在短時間內能數倍提升土體抗剪強度[2]。且微生物加固能有效降低土體導水率,從而降低土體累積侵蝕量和侵蝕速度[3]。通過微生物加固技術加固土體,還能有效降低土體開裂甚至修復土體裂縫[4]。
展開 ABAQUS隨機多面體骨料再生混凝土細觀力學分析
再生混凝土力學性能受再生骨料比例、強度等多方面影響，通過有限元方法對再生骨料混凝土模擬對評估混凝土抗壓強度有重要意義。本案例通過CAD隨機多面體3D插件建立隨機分布的混凝土再生粗骨料模型，并將模型導入ABAQUS內，通過對再生骨料及普通骨料的設置，進行再生混凝土的軸壓力學研究。
在AutoCAD軟件內，采用CAD隨機多面體3D V1.0插件建立混凝土骨料、水泥砂漿基體模型，并將普通骨料（紅、綠）、再生骨料（黃）、立方體基體分別導出為.iges格式文件備用。
將導出的再生骨料混凝土模型文件以部件的形式導入到ABAQUS內。
對普通骨料、再生骨料、砂漿分別進行材料設置。
建立剛體加載板并與再生骨料混凝土細觀模型進行裝配。
設置荷載施加板與混凝土部件之間的相互作用。
對上部荷載施加板添加豎向位移，下部板設置為固定約束。
對再生混凝土模型進行網格劃分。
創建并提交作業，查看結果。
展開 『原創』復合材料細觀力學引論
作者：黃爭鳴 著
出版社：科學出版社
出版日期：2004-9-1
ISBN：7030137795
字數：225000
印次：2
版次：1
紙張：膠版紙
內容提要
本書系統介紹了分析求解纖維增強復合材料彈-塑性和極限強度性能的公式化細觀力學理論，包括單向復合材料的彈性常數、橋聯模型、單向復合材料的強度、層合板的剛度與強度、熱應力計算以及計算機程序等。根據本書介紹的理論，讀者只需要知道纖維和基體的性能參數以及纖維體積含量等幾何數據，就可以預報復合材料層合板結構在任意載荷下的最大承載能力。
本書既可以作為有關專業的大學本科生和研究生教材和大學“材料力學”的補充教材，也可以作為航空、航天、力學、土木、交通、化工、船舶、汽車、機械、材料等領域的研發以及工程技術人員的參考書。
展開 abaqus建立三維橢球模型，主要用于有限元細觀力學分析，建立幾何模型 ￥40
abaqus建立三維橢球模型，主要用于有限元細觀力學分析，建立幾何模型
ABAQUS泡沫混凝土細觀有限元模擬
在ABAQUS中構建含水泥砂漿基體與大量隨機分布孔隙的三維泡沫混凝土幾何模型，對深入探究其微觀結構與宏觀力學性能的關聯具有重要理論價值。通過孔隙尺寸、形態及空間分布特征的研究，有效模擬泡沫混凝土在載荷下的強度衰減規律與破壞演化機制，克服傳統均質模型預測的局限性。
泡沫混凝土細觀模型通過CAD隨機球體插件專業版V1.3建模生成，泡沫混凝土試件設置為邊長為150 mm的立方體試件，為保證有限元模擬中的網格能有效劃分，泡沫孔隙的最小間距設置為1 mm，泡沫孔隙的直徑設置為5 mm，模型共建立了10000余個不相交的孔隙。
在AutoCAD中將泡沫混凝土導出為iges格式文件后，以部件的形式導入到ABAQUS內。
如需考慮內部泡沫材料屬性對泡沫混凝土仿真結果的影響，也可將球體圖層內容導入ABAQUS，并對內部球體賦值材料。
通過EasyCDP Mortar&ITZ插件對泡沫混凝土中的水泥砂漿部分設置混凝土損傷塑性材料。
將泡沫混凝土建立裝配體設置分析步并施加受壓載荷。
進行泡沫混凝土細觀模型的網格劃分，本案例中采用二次四面體單元（C3D10M），全局種子尺寸2 mm，總單元數量為677萬個。
建立作業后可采用CDED插件設置對混凝土受損傷的失效單元進行刪除，提交作業并完成模擬。
展開 LS-DYNA | 鎢銅射流細觀的數值模擬
有需求聯系qq：1772619227
本次計算的顆粒較大，鎢球顆粒應在2~8um，歐拉網格需要在1um才能保證鎢球的形狀
金屬鎢的沖擊阻抗較大，導致鎢材料大部分位于杵體部分。
LSDYNA鋼球沖擊細觀混凝土模擬 ￥50
<p><br></p><p>算例為鋼球沖擊含骨料混凝土。骨料為多面體，由程序生成。</p><p>鋼球為JC模型，混凝土與骨料均為RHT模型。沖擊速度100m/s。</p><p>模型能夠清晰呈現沖擊荷載下含骨料混凝土的損傷演化情況。</p><div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202407/attachment/17c47b2d77784386bdf90e504c0eafa6.png" style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202407/attachment/17c47b2d77784386bdf90e504c0eafa6.png" style="" width="488"></figure></div><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202407/attachment/3a98768b1c584a8989422ee52fe29ea7.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202407/attachment/3a98768b1c584a8989422ee52fe29ea7.png" style="" width="508" data-mobile-src="https://img.jishulink.com
展開 
ABAQUS混凝土細觀單軸受壓模擬
采用隨機骨料分布，模擬混凝土單軸受壓力學行為。
ANSYS/LS-DYNA三相細觀骨料混凝土SHPB沖擊壓縮模擬
關于SHPB數值模擬的研究已較為深入，模擬優勢主要在于可通過修正參數使模擬結果與實際一致，以此為基礎對材料的動態破壞過程及更為復雜的工況進行模擬研究，主要研究對象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過LS-DYNA中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來模擬上述材料在中高、高應變率荷載作用下裂紋擴展及損傷規律，試件往往采用的是均質模型。
近年來，關于非均質模型的研究已取得一些進展：
1.《Study of concrete damage mechanism under hydrostatic pressure by numerical simulations》一文中建立了考慮骨料、砂漿的兩相混凝土模型，并采用“背景投影法（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
2.《3D mesoscopic investigation of the specimen aspect-ratio effect on the compressive behavior of coral aggregate concrete》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
3.《基于三維隨機細觀模型的珊瑚混凝土力學性能模擬》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
相比均質有限元模型，非均質有限元模型的仿真結果可信度更高，仿真效果更好，與實際破壞情況更為吻合，該方法具有廣泛的運用前景，可用于靜態力學試驗、動態力學試驗、爆破領域、建筑結構領域等。
展開 混凝土細觀斷裂模擬-XFEM-擴展有限單元法
利用 隨機生成混凝土骨料，建立2D或者3D模型，采用XFEM模擬裂縫擴展
3D彎曲斷裂例子可見：
http://forum.simwe.com/thread-1134530-1-1.html
《原創》ANSYS/ls-dyna考慮骨料、砂漿、ITZ細觀混凝土模型動態劈裂數值模擬 ￥100
關于SHPB數值模擬的研究已較為深入，模擬優勢主要在于可通過修正參數使模擬結果與實際一致，以此為基礎對材料的動態破壞過程及更為復雜的工況進行模擬研究，主要研究對象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過LS-DYNA中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來模擬上述材料在中高、高應變率荷載作用下裂紋擴展及損傷規律，試件往往采用的是均質模型。
近年來，關于非均質模型的研究已取得一些進展：
1.《Study of concrete damage mechanism under hydrostatic pressure by numerical simulations》一文中建立了考慮骨料、砂漿的兩相混凝土模型，并采用“背景投影法（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
2.《3D mesoscopic investigation of the specimen aspect-ratio effect on the compressive behavior of coral aggregate concrete》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
3.《基于三維隨機細觀模型的珊瑚混凝土力學性能模擬》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。
相比均質有限元模型，非均質有限元模型的仿真結果可信度更高，仿真效果更好，與實際破壞情況更為吻合，該方法具有廣泛的運用前景，可用于靜態力學試驗、動態力學試驗、爆破領域、建筑結構領域等。
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