混凝土3D打印仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-12-06
混凝土3D打印仿真的視頻教程
ABAQUS-3D打印水泥基（3D打印混凝土）3點(diǎn)抗折
ABAQUS-3D打印水泥基（3D打印混凝土）3點(diǎn)抗折，使用cohesive單元
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(3D)基于abaqus中cohesive行為的鋼筋混凝土粘接性能仿真
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于其良好的工作性能和多式多樣的結(jié)構(gòu)形式在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的數(shù)值仿真與設(shè)計(jì)與其界面力學(xué)性能緊密相關(guān)，因此，基于數(shù)值仿真的鋼筋混凝土界面力學(xué)性能研究對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性具有重要意義。考慮混凝土界面受力的復(fù)雜性，采用雙線性內(nèi)聚力行為（cohesive behavior）,建立鋼筋拉拔試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀８綆В篶ae文件+inp文件+參考文獻(xiàn)
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混凝土3D打印仿真的實(shí)例教程
如果將可以節(jié)約制造成本、縮短生產(chǎn)時(shí)間的3D打印引入葉片生產(chǎn)，效果會(huì)如何？
2022年4月23日，南極熊獲悉，基于在航空發(fā)動(dòng)機(jī)及燃機(jī)零部件3D打印上的豐富經(jīng)驗(yàn)，通用電氣旗下的再生能源公司開(kāi)啟了一個(gè)新的項(xiàng)目，使用大型的混凝土3D機(jī)來(lái)建造風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的基座，由此來(lái)減少運(yùn)輸成本和人力成本。根據(jù)測(cè)算，通過(guò)將一個(gè)高度為80米的5MW風(fēng)機(jī)提高至160米的高度，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商可以增加至少30%的發(fā)電量。
風(fēng)能被認(rèn)為是一種清潔無(wú)公害的可再生能源，隨著全球變暖等環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，風(fēng)力發(fā)電成為了一些國(guó)家的重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。為了能夠充分應(yīng)用風(fēng)能，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)都建的比較大。建造時(shí)，需要先打地基，就是挖出一個(gè)足夠深的坑，再在其中搭建鋼筋結(jié)構(gòu)，最后澆筑混凝土，整個(gè)過(guò)程需要大量的工人協(xié)同完成。
再生能源公司希望通過(guò)混凝土3D打印的方式來(lái)建造地基。目前，他們將以現(xiàn)有的混凝土3D打印技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行優(yōu)化，目標(biāo)是5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商用。
再生能源公司表示，通過(guò)3D打印，可以改變目前的渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。目前，渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基座都和地面齊平，在上面搭建大型的金屬圓柱體。再生能源公司的設(shè)想是不僅打印基座，還會(huì)打印一部分的塔身（原來(lái)金屬圓柱的部分）。這樣就能減少大型圓柱體的運(yùn)輸，節(jié)約運(yùn)輸成本，并降低風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的搭建難度。
讓風(fēng)機(jī)變得更高后，更輕則是下一個(gè)追求。最近，GE與美國(guó)能源部建立合作，研究使用3D打印制造風(fēng)機(jī)葉片。這個(gè)為期25個(gè)月、耗資670萬(wàn)美元的項(xiàng)目將重點(diǎn)研究如何通過(guò)低成本的熱塑性材料和3D打印技術(shù)制造一套風(fēng)機(jī)葉片的葉尖部分。完成后，GE團(tuán)隊(duì)及其合作伙伴——橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室將對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行測(cè)試，并將三套葉尖安裝到風(fēng)機(jī)上。
展開(kāi) 由于 3D 打印建筑物中缺少鋼筋骨架的支撐，結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要達(dá)到較高的強(qiáng)度來(lái)承受外部荷載，Le等人選用硅酸鹽水泥作為混凝土的膠凝材料，試驗(yàn)研究表明其層間抵抗彎矩、剪力的能力不足。單選用了普通硅酸鹽水泥作為 3D 打印混凝土膠凝材料，不能達(dá)到 3D 打印混凝土所需要的各項(xiàng)性能。而孫建智等人實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)表明，可以通過(guò)摻加聚合物等乳液對(duì)硅酸鹽水泥的性能進(jìn)行改性，減少收縮，提高黏結(jié)性。
2) 骨料
骨料，是混凝土中占比最大的材料，3D 打印混凝土對(duì)骨料的要求比傳統(tǒng)混凝土更高。強(qiáng)度高、密度小、顆粒形貌接近球型的骨料是最適合 3D 打印混凝土使用的，同時(shí) 3D 打印混凝土建筑是由一層一層的混凝土堆疊而成，每一層混凝土都比較薄，加上 3D 打印混凝土是通過(guò)噴嘴噴出成型，如骨料的粒徑過(guò)大，噴嘴可能會(huì)被堵塞。但粒徑過(guò)小，則包裹骨料表面所需的漿體量大，加之水化速率快，單位時(shí)間內(nèi)釋放的水化熱也高，將會(huì)導(dǎo)致混凝土各項(xiàng)性能的惡化。
因此，根據(jù)噴嘴的大小選取合適的骨料粒徑至關(guān)重要。同時(shí)，骨料的細(xì)度、顆粒級(jí)配、含泥量等指標(biāo)也需嚴(yán)格把控。這些都是由 3D 打印混凝土的特殊性所決定。
3) 礦物摻合料
礦物摻合料有粉煤灰、硅粉、礦粉、陶瓷拋光磚粉等，其活性成分可大幅提高打印構(gòu)件的強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)的致密度，提高材料的耐久性能及結(jié)構(gòu)的使用壽命。對(duì)于 3D 打印混凝土的可建造性，早期強(qiáng)度的快速增長(zhǎng)尤為重要，Tregger 等人的研究證實(shí)，在3D 打印混凝土中摻入納米黏土，有利于提高混凝土的濕壓強(qiáng)度（green strength，或者稱“塑性強(qiáng)度”）。
展開(kāi) 由于 3D 打印建筑物中缺少鋼筋骨架的支撐，結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要達(dá)到較高的強(qiáng)度來(lái)承受外部荷載，Le等人選用硅酸鹽水泥作為混凝土的膠凝材料，試驗(yàn)研究表明其層間抵抗彎矩、剪力的能力不足。單選用了普通硅酸鹽水泥作為 3D 打印混凝土膠凝材料，不能達(dá)到 3D 打印混凝土所需要的各項(xiàng)性能。而孫建智等人實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)表明，可以通過(guò)摻加聚合物等乳液對(duì)硅酸鹽水泥的性能進(jìn)行改性，減少收縮，提高黏結(jié)性。
2) 骨料
骨料，是混凝土中占比最大的材料，3D 打印混凝土對(duì)骨料的要求比傳統(tǒng)混凝土更高。強(qiáng)度高、密度小、顆粒形貌接近球型的骨料是最適合 3D 打印混凝土使用的，同時(shí) 3D 打印混凝土建筑是由一層一層的混凝土堆疊而成，每一層混凝土都比較薄，加上 3D 打印混凝土是通過(guò)噴嘴噴出成型，如骨料的粒徑過(guò)大，噴嘴可能會(huì)被堵塞。但粒徑過(guò)小，則包裹骨料表面所需的漿體量大，加之水化速率快，單位時(shí)間內(nèi)釋放的水化熱也高，將會(huì)導(dǎo)致混凝土各項(xiàng)性能的惡化。
因此，根據(jù)噴嘴的大小選取合適的骨料粒徑至關(guān)重要。同時(shí)，骨料的細(xì)度、顆粒級(jí)配、含泥量等指標(biāo)也需嚴(yán)格把控。這些都是由 3D 打印混凝土的特殊性所決定。
3) 礦物摻合料
礦物摻合料有粉煤灰、硅粉、礦粉、陶瓷拋光磚粉等，其活性成分可大幅提高打印構(gòu)件的強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)的致密度，提高材料的耐久性能及結(jié)構(gòu)的使用壽命。對(duì)于 3D 打印混凝土的可建造性，早期強(qiáng)度的快速增長(zhǎng)尤為重要，Tregger 等人的研究證實(shí)，在3D 打印混凝土中摻入納米黏土，有利于提高混凝土的濕壓強(qiáng)度（green strength，或者稱“塑性強(qiáng)度”）。
展開(kāi) 要3D打印混凝土，必須滿足幾個(gè)參數(shù)。它必須能夠通過(guò)噴嘴擠出，一旦沉積就保持其形狀，并且還能夠在連續(xù)層的重量下保持不變。近日，在一篇名為“3D打印混凝土中的可加工性參數(shù)評(píng)估”的論文中，一組研究人員根據(jù)四種不同的測(cè)試來(lái)測(cè)量新混凝土用于3D打印的可操作性：“流動(dòng)臺(tái)，ICAR流變儀，Vicat以及在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)測(cè)量旋轉(zhuǎn)螺桿擠出機(jī)的電機(jī)的電力消耗。“
對(duì)于他們的材料，研究人員使用碎石灰石和硅質(zhì)河砂各自的一半的組合。用他們開(kāi)發(fā)了原型3D打印系統(tǒng)來(lái)測(cè)試材料。“生產(chǎn)出使用不同骨料，粘合劑和不同量的水和超塑化劑生產(chǎn)的混凝土混合物，根據(jù)四種不同的測(cè)試進(jìn)行可加工性測(cè)試并印刷，以便獲得廣泛的測(cè)量可加工性參數(shù)數(shù)據(jù)范圍，并最終確定其特征的閾值一種可印刷的混凝土混合物，“研究人員說(shuō)。
研究人員建立了可印刷性和可建造性的四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：
可以通過(guò)噴嘴擠出混合物
良好的印刷質(zhì)量意味著沒(méi)有空隙，沒(méi)有擠壓材料的尺寸變化
可以實(shí)現(xiàn)五層印刷材料而不會(huì)塌陷
第1層的高度與第5層的高度~1
很難找到符合所有四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的混合物。調(diào)整石灰石作為骨料和水泥作為粘合劑的混合物，以達(dá)到三種不同的可加工性水平，高，中和低，但沒(méi)有一種被認(rèn)為是可印刷的，因?yàn)闆](méi)有一種符合所有四個(gè)既定標(biāo)準(zhǔn)。
研究人員還評(píng)估了隨時(shí)間推移的可使用性損失。在混合后0,15和30分鐘測(cè)量具有三種不同聚集體（石灰石，河砂和兩者的混合物）的混合物的膨脹。研究人員表示，“石灰石填料混凝土的可加工性比河砂或石灰?guī)r和河砂的混凝土損失率高。這可以用聚合物的粒度來(lái)解釋。石灰石填料含有更多的細(xì)粉，從混合物中吸收更多的水。
展開(kāi) 然而，盡管這個(gè)項(xiàng)目很成功，但它在很大程度上是一個(gè)概念驗(yàn)證的舉措，是西麥斯材料的3D打印測(cè)試案例，因此為了幫助擴(kuò)大技術(shù)的應(yīng)用，它現(xiàn)在已經(jīng)與經(jīng)驗(yàn)豐富的COBOD展開(kāi)合作。
"COBOD早在2017年就開(kāi)始了3D建筑打印，而我們也有自己制作的混凝土配方，"COBOD創(chuàng)始人Henrik Lund-Nielsen解釋說(shuō)。"我們不得不使用很多的配方水泥來(lái)使材料發(fā)揮作用，其結(jié)果并不像我們所期望的那樣高效。然而，我們繼續(xù)尋找普通混凝土的解決方案，這對(duì)我們技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用至關(guān)重要。我們非常高興Cemex公司接受了這一挑戰(zhàn)，并為我們合作開(kāi)發(fā)新的解決方案感到自豪。"
△一名團(tuán)隊(duì)成員慶祝Be More 3D公司的3D打印平房完工。照片來(lái)自Be More 3D。
可以3D打印的混凝土
目前，許多建筑3D打印公司使用專有的混凝土混合物，在逐層工作流程中建造結(jié)構(gòu)，這對(duì)那些在3D打印行業(yè)工作的人來(lái)說(shuō)無(wú)疑是熟悉的。例如，早期的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者ICON公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種 "Lavacrete"材料，用于其大型Vulcan機(jī)器，而Mighty Buildings公司則提出了自己的石質(zhì)建筑礦物。
由于使用普通混凝土時(shí)出現(xiàn)的流動(dòng)性問(wèn)題，這些公司實(shí)際上被迫開(kāi)始嘗試自己配制建筑材料，但這種自行開(kāi)發(fā)的混凝土也能夠幫助他們摒棄傳統(tǒng)施工過(guò)程中使用的廢棄模具和框架，從而提高他們技術(shù)的成本節(jié)約潛力。
然而，COBOD和CEMEX表示新材料開(kāi)發(fā)成功后，他們現(xiàn)在已經(jīng)克服了阻礙普通混凝土3D打印的路障。具體來(lái)說(shuō)，西麥斯已經(jīng)想出了一種使其更具流動(dòng)性和延展性的方法：通過(guò)在預(yù)拌混凝土中加入專有的D.fab系列添加劑，使混凝土能夠被定制，并在3D打印期間促進(jìn)沉積。
展開(kāi) 
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混凝土的宏觀力學(xué)性能主要受其細(xì)觀結(jié)構(gòu)控制，其中骨料與水泥基體間的界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）作為薄弱相，顯著影響材料的力學(xué)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(xì)觀模型，有效表征混凝土的非均質(zhì)特性，準(zhǔn)確反映骨料形態(tài)、分布及界面行為對(duì)整體性能的影響機(jī)制，為揭示混凝土損傷演化規(guī)律、優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)及提升結(jié)構(gòu)耐久性提供理論支撐。
混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)對(duì)其宏觀力學(xué)性能具有決定性影響。界面過(guò)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(xué)行為與耐久性。基于ANSYS軟件構(gòu)建含界面過(guò)渡區(qū)的多面體骨料密堆積3D模型，可有效表征混凝土細(xì)觀非均質(zhì)特性，精確模擬骨料形態(tài)、分布及界面行為對(duì)材料性能的影響機(jī)制。該研究為揭示混凝土損傷演化規(guī)律提供理論支撐，對(duì)優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、提升結(jié)構(gòu)耐久性具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值與工程應(yīng)用前景。
混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)對(duì)其宏觀力學(xué)性能具有決定性影響。界面過(guò)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(xué)行為與耐久性。在ABAQUS中構(gòu)建含界面過(guò)渡區(qū)的多面體骨料密堆積3D模型，能夠真實(shí)反映混凝土細(xì)觀非均質(zhì)特性，精確模擬骨料形態(tài)、分布及界面行為對(duì)材料性能的影響機(jī)制。該研究為揭示混凝土損傷演化規(guī)律提供理論支撐，對(duì)優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、提升結(jié)構(gòu)耐久性具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值與工程應(yīng)用前景。
附件為基于ABAQUS的【2D】及【3D】巖石混凝土的SHPB壓縮仿真模型，混凝土使用CDP（ Concrete Damaged Plasticity）混凝土損傷塑性模型本構(gòu)。
附件：SHPB2D-3D.cae，Job-2D-CDP.inp，Job-3D-CDP.inp，Result.opju
基于ABAQUS的超高性能混凝土UHPC單元失效刪除仿真模擬7個(gè)月前
利用關(guān)鍵詞*Concrete failure來(lái)實(shí)現(xiàn)，UHPC混凝土單元失效刪除的仿真模擬
目前只能通過(guò)動(dòng)態(tài)顯式求解來(lái)定義關(guān)鍵詞
*Concrete failure，type=strain（或displacement）
拉伸開(kāi)裂應(yīng)變（或位移），壓縮非彈性應(yīng)變，拉伸損傷值，壓縮損傷值
把上面兩行編輯好的關(guān)鍵詞，放到CDP本構(gòu)模型后面，如果在GUI界面定義編輯關(guān)鍵詞后，一定要去再次檢查定義的位置
仿真的抽象藝術(shù)1——LSDYNA細(xì)觀混凝土沖擊破碎10個(gè)月前
<figure style="text-align: center;"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202507/attachment/2907ac79e82b47169104e398c4b733cf.jpg" style="display: inline-block
混凝土與筋的粘結(jié)仿真(二維筋單元)11個(gè)月前
現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)仿真中，對(duì)于鋼筋大多數(shù)采用二維單元，為考慮筋與混凝土的粘結(jié)滑移作用，開(kāi)發(fā)一種可批量建立非線性彈簧單元的腳本。用以實(shí)現(xiàn)粘結(jié)滑移作用，購(gòu)買后有視頻指導(dǎo)教程，本人支持后續(xù)指導(dǎo)！！！
在ANSYS Workbench建立三維纖維混凝土模型可采用CAD隨機(jī)幾何3D插件建模后導(dǎo)入，模型包含球體粗骨料、圓柱體長(zhǎng)纖維、水泥砂漿基體等不同組分。
在CAD隨機(jī)幾何3D插件內(nèi)設(shè)置模型參數(shù)后運(yùn)行，即可在AutoCAD內(nèi)建立三維纖維混凝土模型，插件支持任意多組纖維或骨料的尺寸設(shè)置，可滿足不同級(jí)配的纖維混凝土模型。
鋼筋混凝土爆炸破壞仿真
LNG混凝土外罐自重分析APP主要對(duì)LNG混凝土外罐進(jìn)行強(qiáng)度分析，考慮結(jié)構(gòu)在垂向及橫向加速度過(guò)載下的安全性能。
隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，天然氣作為一種清潔能源的使用越來(lái)越普遍。然而，天然氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸一直是一個(gè)難題。LNG混凝土外罐作為L(zhǎng)NG儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)備，其強(qiáng)度分析顯得尤為重要。
為了更好地進(jìn)行LNG混凝土外罐的強(qiáng)度分析，一些科技公司開(kāi)發(fā)了LNG混凝土外罐自重分析APP。該APP
