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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(nèi)，對部件進行裝配。 最后進行材料賦值、接觸指定、網(wǎng)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

插件介紹AbyssFish – Random Polyhedron Aggregate 插件可在Abaqus軟件內(nèi)批量生成隨機分布的三維多面體骨料模型。插件可指定骨料分布的區(qū)域、三種尺寸的粒徑分布范圍、多面體面數(shù)、各尺寸骨料的數(shù)量等信息，同時可控制骨料間的最小間距及插件的運行時間控制。

ABAQUS三維多面體骨料密堆積建模通過重力堆積算法構(gòu)建混凝土細觀結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)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(xiàn)高骨料占比下的力學響應(yīng)模擬，為混凝土損傷機理研究、材料參數(shù)標定及多尺度耦合分析提供可靠依據(jù)。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維混凝土多面體骨料重力密堆積模型。

隨機多面體模型的建立，實現(xiàn)多面體骨料以及多面體三維過渡區(qū)的幾何模型：有限元模型在AutoCAD軟件內(nèi)將外部基體、骨料、過渡區(qū)分別導出為iges格式文件，在Abaqus內(nèi)對這三份文件分別導入部件，并進行裝配：建立起隨機多面體骨料及界面過渡區(qū)的Abaqus幾何模型：后續(xù)可進行模型的力學分析等。建模插件：CAD_隨機多面體&過渡區(qū)插件

本案例介紹通過CAD隨機多面體&過渡區(qū)3D插件建立隨機分布的三維多面體骨料及界面過渡區(qū)細觀混凝土模型，并將模型導入ABAQUS內(nèi)進行多相材料的指定。 在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD隨機多面體&過渡區(qū)3D V1.0插件建立隨機投放的多面體骨料、界面過渡區(qū)(ITZ)部件及水泥砂漿基體三維模型。

為解決當前混凝土細觀模型中骨料分布不合理及粗骨料占比偏低等問題，本文提出采用重力堆積算法構(gòu)建三維多面體粗骨料細觀混凝土模型，并在此基礎(chǔ)上采用ABAQUS進行受壓試驗的數(shù)值模擬。該方法能夠更準確地復(fù)現(xiàn)實際工程中混凝土試件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，對于細觀尺度下混凝土材料參數(shù)的標定及損傷機理研究具有重要的參考價值和指導意義。

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(nèi)，通過對再生骨料及普通骨料的設(shè)置，進行再生混凝土的軸壓力學研究。

在ABAQUS中構(gòu)建含界面過渡區(qū)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(zhì)特性，精確模擬骨料形態(tài)、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(guī)律提供理論支撐，對優(yōu)化配合比設(shè)計、提升結(jié)構(gòu)耐久性具有重要學術(shù)價值與工程應(yīng)用前景。

在骨料基礎(chǔ)上偏移一定距離，偏移距離為界面層的厚度，建立新的多面體部件，再與之前的多面體骨料做切割，即可生成其界面層。對于投放成功的骨料及過渡區(qū)，插件中采用數(shù)組記錄所有參數(shù)。模型完成后將三相材料分別導入到Abaqus軟件中。

基于python語言的隨機多面體顆粒代碼，ABAQUS直接生成，可調(diào)節(jié)尺寸大小，數(shù)量。

模型實例以下是Abaqus內(nèi)纖維混凝土的模型，纖維是采用三維圓柱體模擬的，混凝土內(nèi)的骨料采用的是實體的球體。纖維及骨料均可設(shè)置不同的尺寸，并且各類型的數(shù)目不受限制，即可設(shè)置多種纖維及球體骨料大小。研究進展在Abaqus內(nèi)建立混凝土細觀模型，如鋼纖維混凝土、不干涉球體骨料、多面體骨料模型等，是進行混凝土性能研究的主流方法之一。

第三步對正六面體模型進行隨機切割，切割過程中應(yīng)保證骨料模型為凸多邊形。 第四步取出所需的隨機多面體骨料模型。4.主要代碼 開發(fā)單個三維隨機骨料模型可先在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(fā)。

插件生成的模型之間均不會相交，可控制試件、多面體、纖維的尺寸、形狀、數(shù)量等參數(shù)；可實現(xiàn)鋼纖維混凝土等復(fù)合材料三維幾何模型參數(shù)化構(gòu)建，實體模型可導入LS-Dyna、ANSYS、HFSS、Workbench、COMSOL、ABAQUS等有限元軟件直接進行仿真模擬，也可導入Hypermesh、ANSA等CAE前處理工具進行劃分網(wǎng)格，或進行彎鉤纖維、多面體骨料的三維模型繪圖渲染，用于科研繪圖。

膝關(guān)節(jié)的Abaqus結(jié)構(gòu)仿真多面體網(wǎng)格（圖源：《An open-source ABAQUS implementation of the scaled boundary finite element method to study interfacial problems using polyhedral meshes》，《Computer Methods in Applied Mechanics

我們將結(jié)果轉(zhuǎn)化為多面體網(wǎng)格的 形式（即計算出每個網(wǎng)格單元中切割后的多面體，并將位于模型內(nèi)部的多面體放入一個列表 中），并將其輸出為 Paraview 可以打開的文件格式。為了更直觀的看到模型內(nèi)部單元的形 狀和分布，我用 Paraview 中的 clip filter 工具切掉了網(wǎng)格中的一些多面體單元。

ABAQUS三維多面體重力堆積模型。 ANSYS Workbench LS-DYNA多面體3D密堆積。 COMSOL多面體顆粒堆積填充。

有限元模型插件生成的幾何模型支持Comsol、ANSYS、Abaqus、Fluent、LS_DYNA、HFSS等多款有限元軟件，以下僅為細觀混凝土骨料砂漿ITZ三相材料的部分樣圖：ANSYS隨機骨料及過渡區(qū)ITZAbaqus細觀混凝土隨機多面體骨料及過渡區(qū)ITZComsol細觀混凝土骨料砂漿過渡區(qū)ITZ樣圖下載隨機多面體ITZ樣圖.rar說明提醒插件免安裝