隨機骨料的案例
二維隨機多邊形骨料腳本
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 三維隨機多面體骨料（隨機多邊形）建模
隨機骨料模型
混凝土、瀝青混合料等顆粒增強復材料的級配及骨料含量顯著影響其宏觀力學特性。為了最優化混凝土、瀝青混合料等顆粒增強復材料的力學性能，對其細觀結構開展數值模擬仿真分析，開展級配優化設計和研究具有重要的意義。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。 此外在磨削分析中，將磨料建模為指定粒徑的隨機凸多面體可更好的考慮磨具中的磨粒對被磨削固體表面擠壓和沿表面運動所引起的損失或材料流失。
2.建模方法
目前對于三維隨機骨料模型，主要有以下三種建模方法：
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、橢圓形或正多面體顆粒；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面體，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。
本文主要介紹該類型隨機多面體（多邊形）骨料模型的建模方法。
3.單個隨機多面體（多邊形）骨料模型
本文按照以下步驟，基于ABAQUS開發Python腳本：
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球。
第二步建立與球體外切的正六面體模型。
展開 CAD隨機骨料繪制程序 ￥88.88
新版本鏈接：
CAD隨機骨料繪制程序 V2.2版本
隨機骨料繪制程序
ABAQUS混凝土隨機骨料生成插件 ￥98
ABAQUS插件——混凝土隨機骨料生成插件
插件信息：
插件用于生成混凝土二維隨機圓形骨料部件模型。
可指定構件的尺寸、骨料粒徑范圍、骨料比例、界面過渡區ITZ等信息。
也可用于生成abaqus孔隙材料。
注意：此插件僅用于生成二維隨機骨料模型，不包含接觸、力學計算，需自行指定材料參數及受力狀況。
插件詳情：
插件解壓后將文件夾置于C:\Users\“用戶名”\abaqus_plugins文件夾，或abaqus工作路徑下。打開軟件Plug-ins菜單下運行。
注冊編號見插件運行后Abaqus下方的信息提示欄。
可聯系本人QQ：1135122921，獲取軟件及注冊。
軟件更新：
2021/01/21 V2.5版發布
1、增添最大次數控制，防止程序死循環；
2、保留繪制草圖，便于修改；
3、新增骨料部件單獨繪制；
4、添加插件注冊識別功能；
2021/03/12 V3.0版發布
1、新增指定不同粒徑顆粒比例功能；
2、優化生成效率；
2021/03/13 V3.1版發布
1、新增粘結薄弱層繪制功能；
2、新增自動裝配部件；
插件下載：
展開 
Abaqus 三維多面體骨料 隨機多面體3D 無干涉多面體骨料模型
在三維混凝土細觀模型的構建過程中，為了簡化建模及模擬過程多采用二維模型，如采用圓形或多邊形來近似取代混凝土內的粗骨料，部分學者采用的三維模型較多是把骨料簡化為球形來進行建模，而在混凝土中，骨料多為不規則的多面體形式，這就使得模型與實際產生一定的差異。
而在Abaqus建模過程中隨機多面體骨料的生成以及多面體骨料的干涉判別是幾何模型的難點。這里提供一種快速高效的三維凸多面體骨料建模的方案，以實現不同集配的混凝土隨機多面體骨料模型。
建模教程
首先采用CAD隨機多面體3D插件在AutoCAD內生成所需要的三維混凝土細觀模型。
將該模型分圖層導出為.iges格式文件，這里分圖層導出是為了可以分部件導入到Abaqus軟件內，更方便材料賦值、網格劃分等操作。
本模型共導出四個iges文件，分別是帶有多面體孔洞的基體材料以及三種不同粒徑的多面體。然后將iges文件分別導入到Abaqus內，對部件進行裝配。
最后進行材料賦值、接觸指定、網格劃分、邊界條件、模擬計算等操作即可。
插件下載
CAD隨機多面體3D插件
模型樣圖
隨機多面體骨料_AbyssFish.rar
展開 【Abaqus二次開發】骨料隨機填充及映射網格法
<h2 class="ql-align-center"><strong>0.出發點</strong></h2><p>用abaqus做細觀模擬，隨機填充顆粒/纖維是跳不過的坎，網上有很多插件或腳本，技術鄰也有不少大咖做了些插件，但個人而言更傾向于腳本，雖然插件使用起來方便，不過有時需要根據具體要求修改模型，此時腳本的靈活性就體現出來了。今天跟大家分享怎么通過python編寫隨機填充骨料的思路：</p><ol><li>二維模型，主要是將基體做partition，比較簡單；而做partition用的草圖就需要用python批量生成，操作跟普通CAE界面做partition類似。</li><li>三維模型直接用上述方法比較難，此時可以建立多個part，或將骨料作為一個part跟基體在assembly模塊進行裝配，并巧用Merge/cut功能即可。</li><li>網格映射法主要是通過將獲得骨料中的點坐標，把它映射到已畫好結構化網格的另一個part中；這種方法的有點在于施加<strong>周期性邊界條件</strong>很方便。</li></ol><h2 class="ql-align-center"><strong>1. 普通隨機骨料填充</strong></h2><p>下面是按照上述思路編寫的2D及3D骨料隨機填充模型，其中二維模型支持<strong>圓形、橢圓及多邊形</strong>（可定義邊數），指定粒徑和含量比較方便。
展開 ANSYS Workbench隨機圓形骨料ITZ細觀混凝土模型
在ANSYS Workbench內建立混凝土細觀模型進行有限元分析是混凝土細觀研究的有效手段，混凝土細觀模型可簡化為隨機投放的圓形骨料、界面過渡區（ITZ）部件以及水泥漿體等部分組成，對不同的部分賦值相應的材料屬性，以更好的模擬混凝土相關性能。
在ANSYS Workbench內建立隨機圓形骨料混凝土細觀模型可采用CAD隨機圓形骨料插件V2.0實現，在插件內設置模型參數，運行即可自動在Auto CAD內完成模型草圖繪制。插件可支持設置骨料粒徑滿足截斷正態分布等分布模式，可控制骨料比例、間距，以滿足不同的級配要求，以及設定界面過渡區有無及厚度。
在CAD內將骨料、砂漿、過渡區分圖層后分別建立獨立的二維部件，并導出為IGES格式文件。
打開Workbench選擇相應的分析系統，將分析類型設置為2D，導入保存的模型并在SpaceClaim內對不同的部件賦值相應的材料。
打開模型，可在ANSYS內進行進一步分析求解。
CAD隨機圓形骨料插件 V2.0
https://www.yqgqt.org.cn/post/1851750
展開 ANSYS Workbench三維隨機多面體骨料混凝土細觀
在ANSYS內高效的建立三維幾何模型以匹配混凝土中多面體骨料的外形、分布、級配等參數，是三維混凝土細觀有限元仿真模擬的關鍵。
隨機多面體骨料3D模型的建立可采用CAD隨機多面體3D插件在AutoCAD內參數化建模后導入Workbench，插件可指定多面體骨料的三組粒徑范圍，以實現不同級配的混凝土細觀模型；可設置每組粒徑的骨料數量，以實現不同的骨料比例；可設置多面體的面數，以匹配不同的骨料外形。
在AutoCAD內將隨機骨料模型導出為IGES格式后，即可導入到ANSYS Workbench內。導入的模型包含圖層信息，可在SpaceClaim內批量對不同部件進行賦值材料等修改操作。
打開模型，即可在ANSYS Workbench內對三維多面體骨料混凝土細觀模型進行后續的模擬操作。
模型導入后，ANSYS會自動設置骨料與外側基體的接觸對，如默認設置不符也可手動調整修改。
對模型施加荷載并進行仿真分析。
CAD隨機多面體3D插件
https://www.yqgqt.org.cn/post/1893948
展開 隨機多面體骨料隨機投放小軟件
基于CAD骨料隨機投放插件，生成隨機多面體骨料，可以定義四種骨料粒徑范圍，定義四種骨料界面過渡區厚度，將每種骨料及其界面過渡區單獨封裝進不同圖層，對于后續材料的定義提供便利，具有CAD接口的有限元軟件均可使用，所有骨料均執行干涉檢查，基體均已扣除骨料占據部分體積，插件下方可直接讀取各項體積，是一款非常實用的小插件
abaqus采用python腳本產生隨機圓形骨料（附贈ansys圓形骨料命令流對比學習） ￥20
為分析混凝土梁時考慮粗骨料的作用及其隨機分布的影響，基于abaqus平臺，編寫python腳本生成隨機骨料，以便對混凝土梁進行更深入的分析。腳本為隨機分析研究提供一定的借鑒，也為嘗試用python在abaqus上做二次開發的同學提供借鑒和思路。
在這里需要說明的是，原腳本為某老外分享給某abaqus大神，而后分享給我。我對腳本進行了注釋和修改，使得更加易懂和更易進行有限元分析。
此外，還分享能實現同樣功能的ansys命令流，以便各位進行對比學習。
值得強調的是，我個人覺得ansys命令流更加易懂，可能這符合工科所學（邏輯及表述方式）。
展開 COMSOL隨機多面體骨料 三維凸多面體骨料 無規則孔隙 三維混凝土細觀 三維骨料模型
混凝土模型
三維混凝土細觀模型的建立是進行混凝土性能模擬的有效方法，而在comsol建模過程中隨機凸多面體骨料的生成是幾何模型的難點。這里提供一種快速高效的三維凸多面體骨料建模的方案，以實現不同集配的混凝土模型。
建模教程
首先采用CAD隨機多面體3D插件在AutoCAD內生成所需要的三維混凝土細觀模型。
將該模型分圖層導出為.iges格式文件，這里分圖層導出是為了可以分部件導入到comsol軟件內，更方便材料賦值等操作。
本模型共導出四個iges文件，分別是帶有多面體孔洞的基體材料以及三種不同粒徑的多面體。
然后將iges文件分別導入到comsol內，這里建議每導入一部分后緊接著進行材料賦值操作，材料賦值完成并將該部分隱藏，然后再導入另一部分，否則可能會出現材料賦值難以選取的問題。
最后進行網格劃分、邊界條件、模擬計算等操作即可。
這里再放一張賦值不同材料后的模型：
插件下載
CAD隨機多面體3D插件
模型樣圖
隨機多面體骨料_AbyssFish.rar
展開 
骨料隨機投放，Ansys
隨機骨料
三維隨機骨料模型 ￥49.99
MATLAB三維圓形隨機骨料模型，可用于生成不同粒徑及集配的骨料。
隨機骨料模型及網格剖分
隨機骨料模型：
局部細節：
ansysAPDL隨機骨料命令流 ￥30
ansys三維圓形隨機骨料命令流，可用于生成不同粒徑及集配的骨料
