多面體密堆積建模的案例
ABAQUS三維多面體骨料密堆積混凝土細觀建模
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CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D插件生成，在AutoCAD內建立模型后將骨料導出為iges格式文件。
在ABAQUS CAE中將骨料模型導入建立部件，如需對不同骨料分別設置材料屬性也可將骨料分為三個部件分別導入。
對混凝土細觀模型中的各組分設置不同的材料屬性，在混凝土細觀研究中可選用EasyCDP_Mortar&ITZ插件生成混凝土損傷塑性模型材料。
采用四面體單元進行混凝土骨料的網格劃分。
建立不同骨料部件的裝配。
或是通過AutoCAD軟件對骨料進行處理后導出卵石狀骨料模型，并導入到ABAQUS內。
如需進行三維混凝土細觀受壓損傷開裂方面的仿真模擬也可參考ABAQUS三維混凝土細觀受壓損傷斷裂數值模擬視頻教程。
展開 CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D V1.1版本更新 ￥3499
插件介紹
CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D插件可在AutoCAD內基于重力堆積算法在圓柱體容器內進行帶有界面過渡區的多面體密堆積三維建模。插件的更多功能可查看：CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D插件
更新說明
新增多面體顆粒的壓實功能，通過指定壓實距離及壓實時長參數，實現顆粒的壓實。壓實距離為距試件上表面的距離，壓實時長單位為秒。
需注意應合理設置壓實距離參數，如果壓實距離參數設置過大，多面體顆粒將不可避免的出現相交現象。
修復堆積投放過程中多面體顆粒出界問題，降低多面體的出界概率。
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，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），請下載V1.0版本鏈接內的樣圖文件。
展開 CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D插件 ￥3499
插件介紹
CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D插件可在AutoCAD內基于重力堆積算法在圓柱體容器內進行多面體的密堆積三維建模。
插件采取堆積可視化交互界面，可觀察多面體顆粒的堆積動態，并可采用鼠標進行多面體位置的局部微調。插件可設置重力堆積模擬時長參數，到達設定的時間后自動將模型輸出到CAD中；同時可設置多面體碰撞的檢測頻率，檢測頻率設置越大，堆積狀態越精確，但會消耗更多的運算時間。
該插件支持自定義圓柱體模型的直徑及高度，可設置三組粒徑范圍的多面體顆粒，每組粒徑的多面體可單獨設置面數及個數，且可設置界面層的厚度。不同組的多面體及界面層在CAD內進行了分圖層繪圖，方便批量管理。
插件可設置多面體之間的最小間距參數，同時可控制多面體的最小邊長，在幾何建模時有效的排除模型中的小邊，從而使模型在導入有限元軟件后更兼容網格劃分。
插件建立的圓柱容器內多面體密堆積模型及界面層部件可導入到ABAQUS、COMSOL、ANSYS、LS-DYNA、HFSS等有限元仿真軟件中進行幾何建模及后續模擬，如三維混凝土細觀模型中的多面體骨料及界面過渡區ITZ部件。
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，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。
展開 ABAQUS三維多面體骨料密堆積混凝土細觀抗壓模擬
將模型劃分網格，在進行模型網格劃分時，需注意單元尺寸不應大于建模過程中所設定的最小間距與最小邊長二者中的較小值。在本案例中，全局種子尺寸設置為2 mm，整體單元數量約為300萬。此外，插件內置了幾何模型優化算法，從而有效保證了有限元網格的順利生成與質量。
創建作業并提交分析，查看三維多面體骨料密堆積混凝土細觀模型受壓模擬結果。
CAD多面體密堆積3D插件 ￥2899
（CAD2010文件）
CAD多面體密堆積3D樣圖.zip
CAD多面體&過渡區密堆積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基體、界面過渡區、多面體均不發生干涉；手動模式下外側基體、界面過渡區、多面體構成內包關系。
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界面過渡區的混凝土細觀建模，插件內置的幾何優化算法可確保模型在有限元軟件內實現高質量的網格劃分。
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，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&過渡區密堆積3D樣圖.rar
展開 ANSYS混凝土細觀3D模型-含界面過渡區的多面體骨料密堆積
基于ANSYS軟件構建含界面過渡區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特性，精確模擬骨料形態、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律提供理論支撐，對優化配合比設計、提升結構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&過渡區密堆積3D插件構建，其中不同粒徑分組的骨料及界面過渡區（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導入外部幾何結構文件建立混凝土細觀有限元三維模型。
分析系統選擇顯示動力學，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、水泥砂漿的材料屬性并完成網格劃分，根據研究內容進行后續的求解分析。
展開 COMSOL混凝土細觀3D模型-含界面過渡區的多面體骨料密堆積
本文基于COMSOL Multiphysics有限元軟件，構建含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特性，準確反映骨料形態、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律、優化配合比設計及提升結構耐久性提供理論支撐。
本研究采用CAD多面體&過渡區密堆積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。
采用四面體網格對模型進行網格劃分，單元大小設置為細化。
展開 ABAQUS混凝土細觀3D模型-含界面過渡區的多面體骨料密堆積
在ABAQUS中構建含界面過渡區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特性，精確模擬骨料形態、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律提供理論支撐，對優化配合比設計、提升結構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、水泥砂漿的材料屬性，并進行指派截面。
可根據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格劃分，本案例中采用二次四面體單元（C3D10）,單元數量為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，以確保網格劃分的質量。
展開 CAD纖維密堆積3D插件 圓柱重力堆積 ￥1699
插件介紹
CAD纖維密堆積3D插件V1.0版本可在AutoCAD內建立圓柱體纖維重力堆積模型。
插件內置重力堆積算法，可進行圓柱體纖維的碰撞檢測及密堆積建模，插件可進行三維堆積的動畫展示，并將堆積模型在AutoCAD內建模，支持導出stl、sat、iges等通用三維模型，可實現其他軟件的導入，進行纖維堆積模型的科研繪圖或有限元仿真。
插件支持設置模型的尺寸，可定義三組不同直徑及不同長度范圍的纖維及相應的占比，且可設置纖維之間的最小間距。
模型說明
插件在CAD軟件中對設定的三組纖維分別進行圖層劃分繪制，并創建包裹纖維外部的長方體組件，從而使纖維堆積結構模型能夠適應多種應用場景。
通過CAD纖維密堆積插件創建的圓柱形纖維重力密堆積模型，能夠有效地支持動畫演示的需求。這種模型使展示變得更加生動直觀，也為科研人員提供了一個強有力的工具來可視化復雜纖維堆積結構。
圓柱體堆積模型可進行繪圖渲染用于科學研究，賦予研究人員生成高質量科學圖像的能力。這有助于提升科研論文及報告的專業水準和說服力，從而更好地支持研究成果的交流與分享。
AutoCAD建立的纖維堆積模型具有良好的軟件兼容性，可以導入至ANSYS Workbench、COMSOL Multiphysics以及Abaqus CAE等主流有限元分析平臺。
展開 COMSOL基于密堆積算法的三維多面體重力堆積模型
基于密堆積算法的三維多面體重力堆積模型研究，對深入理解顆粒材料微觀結構與宏觀性能的關聯機制具有重要價值。該模型能準確模擬顆粒在重力作用下的自然堆積行為，為混凝土、陶瓷等復合材料的微觀結構設計提供理論支撐，對優化材料性能及指導工業生產實踐具有顯著意義。本案例介紹在COMSOL內建立三維多面體顆粒重力密堆積模型。
三維多面體顆粒堆積模型采用CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D V1.1版本建立。插件內置的堆積及壓實算法可快速在AutoCAD內完成多面體重力堆積的建模。
在AutoCAD中將完成的顆粒堆積模型分圖層導出為sat格式文件，以便導入COMSOL后可批量賦值不同材料屬性。
將不同粒徑的顆粒導入到COMSOL內，并進行材料的設置。
可對顆粒堆積模型進行網格劃分及完成后續的仿真模擬。
也可在AutoCAD內預先對多面體進行平滑處理，形成卵石狀顆粒堆積模型。
再將平滑后的模型導入到COMSOL內。
后續設置多組多面體顆粒的材料類型及進行網格劃分，進行仿真分析。
展開 
顆粒的最大堆積密度是多少？離散元軟件如何模擬最密堆積問題？
首頁 > 新聞媒體
一、最密堆積問題的起源和發展
堆積問題在生活中隨處可見，人們試圖尋找可以在最小空間內堆放更多物品的方式，因而最密堆積問題在很早之前就引起了數學家和物理學家的思考。
早在1611年，著名的天體物理學家開普勒關于球體最密堆積方式的猜想就已被提出。按照開普勒猜想，對于大小相等球體，在所有堆積方式中“面心立方最密堆積”和“六方最密堆積”是最密集的堆積方式，二維空間堆積密度為
但這樣的結果在當時并沒有詳細的證明以說明其正確性。
直到1998年，匹茲堡大學數學系教授托馬斯·黑爾斯利用計算機輔助方法來排除不同的可能配置，給出了針對開普勒猜想的為裁判小組所接受的證明。這樣的證明成為了數學史上的一個里程碑，也標志著計算機在驗證復雜數學問題上的一個重大進步。
隨著堆積問題研究的不斷深入，相關問題的研究引發了越來越多的國內外課題組的廣泛關注。2012年第一屆“堆積問題國際會議”在愛爾蘭都柏林圣三一大學成功舉行，吸引了國際上幾十個國家的學者前來參加。之后2014年第二屆會議在德國埃朗根、2016年第三屆會議在中國上海、2019年第四屆會議在美國耶魯大學相繼舉辦，極大促進了堆積問題的研究和發展。
二、最密堆積問題的應用場景
堆積問題是研究晶體結構、液體結構、非均勻材料結構等凝聚態物質系統的重要模型。除了單分散顆粒外，多分散顆粒的密堆積在實際應用中更加廣泛。顆粒體系在不同顆粒直徑分散性下會表現出不同的密堆積填料分數，這就帶來了顆粒級配問題。
在各類工業領域，顆粒材料的級配對于產品的性能有著至關重要的影響。優化顆粒級配以達到緊密堆積，不僅可以提高產品的強度和耐久性，還能顯著降低成本。例如：
在混凝土砂石骨料中，通過優化粗細砂和碎石的級配，可以提高砂漿的密實度和混凝土性能。
在金屬粉末冶金和3D打印領域，金屬顆粒的級配對材料致密度和力學性能有重要影響。
展開 CAD多邊形密堆積2D插件 ￥999
插件介紹
CAD多邊形密堆積2D插件可在AutoCAD內建立模擬重力堆積狀態的隨機多邊形顆粒及界面過渡區（ITZ）模型。
模型可分為多邊形顆粒、界面過渡區（ITZ）、長方形試件三部分，各部分在CAD內分圖層繪制，可批量刪除或導出。
插件可設置試件尺寸及多邊形顆粒尺寸分布范圍等參數，同時可設置多邊形堆積顆粒的數量，用于生成不同填充工況的密堆積模型。
插件支持設置多邊形邊數參數，能建立不同顆粒形態的模型。
可設置界面過渡區厚度及多邊形顆粒間最小間距參數。
也可將最小間距參數設置為負值，實現顆粒重疊效果。注意最小間距不支持設置為0。
可通過物理屬性中的顆粒彈性、摩擦系數等參數的調整，建立不同材料屬性的顆粒填充堆積效果。如通過摩擦系數的調整，改變顆粒堆積過程中空隙出現的可能性。
插件生成的多邊形密堆積模型AutoCAD文件可用于科研繪圖或導入ABAQUS、COMSOL、ANSYS等有限元軟件內進行后續的仿真模擬。
展開 ABAQUS圓形顆粒密堆積模型
<p>顆粒密堆積模型可在有限元中模擬堆積的顆粒材料，用于地質力學、混凝土、材料科學等領域的研究。本案例采用CAD顆粒密堆積2D插件，建立模擬重力堆積的圓形顆粒模型，并將模型導入ABAQUS內進行結構的力學模擬。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202502/attachment/977e3ad4004d41eb942b65e9a62eccc9.png" style="text-align: center">
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展開 CAD球體密堆積3D插件 ￥999
插件簡介
CAD球體密堆積3D插件可用于生成隨機緊密堆積的球體模型。插件可指定投放區域、球體集料的粒徑范圍、球體數量等信息。
插件采用模擬重力作用下球體的碰撞堆積行為，實現球體集料的隨機緊密堆積模型。
插件通過AutoCAD軟件進行繪圖，生成的模型可導入Abaqus、ANSYS、COMSOL等有限元軟件進行球體堆積集料的仿真模擬，也可進行渲染后用作論文繪圖。
插件采用的隨機堆積算法，可實現40%以上的球體占比，彌補了隨機分布算法很難達到高體積比的不足。插件可實時輸出投放個數及當前體積比，便于控制。
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。
樣圖下載
Dwg格式樣圖，可導入Comsol、ANSYS、Abaqus、Fluent、ls-dyna等有限元軟件測試。聯系作者，提供導入技術支持。
球體密堆積樣圖CAD2022版.rar
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