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ABAQUS二維隨機多邊形骨料及界面過渡區（ITZ）的混凝土細觀建模研究，可有效揭示混凝土內部多相復合結構的力學響應機理。該模型能夠真實反映骨料隨機分布特征及ITZ對裂縫萌生與擴展的影響，為準確模擬混凝土損傷演化過程、預測宏觀力學性能提供理論基礎，對提升混凝土結構耐久性與安全性具有重要意義。

可見隨著多邊形階數增加，根據小編提供的建模方法建模得到的隨機多邊形骨料模型趨于圓。6. 二維隨機多邊形骨料模型 成功開發單個骨料模型后，我們可以根據骨料級配生成一系列的單個隨機多邊形骨料模型，并存儲于骨料模型庫。通過隨機選取骨料模型庫中的骨料模型，將其隨機分布于基體內，即可得到含隨機多邊形骨料的二維復合材料模型。

</p><h1><br></h1><h1>?? 應用領域</h1><p>AbyssFish_RandomPolygon2D插件適用于生成二維隨機多邊形及界面過渡區混凝土細觀模型，廣泛應用于混凝土材料的細觀尺度模擬、力學性能分析和耐久性研究等領域。

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。

本案例在ABAQUS內建立隨機多邊形骨料模型，并設置界面過渡區部件，采用CDP材料建立骨料、砂漿、ITZ三相混凝土細觀模型，并研究模型的軸壓破壞情況。 混凝土細觀模型采用CAD隨機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容分三份以草圖的形式導入到ABAQUS內。

在科研和工程實際問題中，經常會涉及到隨機幾何元素，例如：混凝土骨料、隨機纖維復合材料、多孔介質材料的傳熱和滲流問題、生物材料的細觀特征等等。這些材料中包含大量隨機尺寸、隨機位置分布的幾何特征，在有限元建模中可以使用自編二次開發程序的方法來實現復雜的幾何模型構造。 Abaqus支持使用Python語言進行二次開發建模，用戶可以利用Python代碼達成特殊的建模要求。

本案例建立包含隨機多邊形粗骨料、界面過渡區（ITZ）及水泥砂漿在內的細觀混凝土梁二維模型，對混凝土梁在三點彎曲工況下進行有限元模擬，展示混凝土梁跨中部位的裂縫發展情況。 在Abaqus CAE軟件內，采用AbyssFish RandomPolygon2D V2.0插件建立多邊形粗骨料、實體界面過渡區、水泥砂漿三部件混凝土細觀模型。

論文中建立的二維纖維增強混凝土模型包含粗骨料、砂漿、纖維、骨料與砂漿的界面過渡區、纖維與砂漿的界面過渡區在內的多相材料，且混凝土砂漿中包含隨機分布的孔隙。

圖6 多材料仿真模型構建通過添加微信或者QQ可獲得操作視頻（已錄制隨時可發，未錄制需要一周制作）WeChat & QQ：1489785835仿真軟件ABAQUS 6.14-1付費描述二維隨機顆粒建模的仿真CAE文件和Python代碼，以及代碼的最便捷使用方式，可以實現零基礎的隨機顆粒建模操作，包學包會，。（無需子程序）

插件采用嚴格的多邊形干涉判別算法，相較于傳統的外接圓形相交判別可實現更高的多邊形占比，及生成更為合理的多邊形分布；插件具有精美的UI界面及生成進度提示條，可直觀查看建模狀態；生成的CAD隨機多邊形模型可快速導入COMSOL、ABAQUS、ANSYS、LS-DYNA、Fluent等有限元軟件內，用于混凝土細觀模型、隨機多邊形顆粒分布的力學、滲流、傳熱等多領域有限元仿真模擬分析。

插件介紹 AbyssFish Voronoi2D&3D 3D V3.0 插件可對Abaqus內已進行網格劃分的部件（Part）生成Voronoi泰森多邊形區塊。插件可對任意形狀的二維或三維部件、任意特征（實體或殼）、任意單元形狀進行指派Voronoi晶格，可設置晶格數量等參數。

也有采用Abaqus混凝土建模插件實現的方式，這極大的節省了模型建立的耗時，如Abaqus混凝土多邊形或Abaqus混凝土三維球體骨料插件等，但其實現的模型較為簡單，幾何模型單一。建模方案這里介紹一種通過AutoCAD軟件建立纖維混凝土三維模型后導入到Abaqus內的方式。可實現多種混凝土模型的快速構建。

本案例介紹采用AutoCAD基于泰森多邊形算法生成柱狀晶三維幾何部件，并導入Abaqus有限元軟件內建立包含晶粒及晶界在內的柱狀晶模型。 采用CAD Voronoi V2.1插件建立泰森多邊形草圖，插件內的孔壁厚參數即為需要建立的晶界厚度。

為實現隨機顆粒模型的代碼編寫，我們分3步進行： ? 首先通過錄制獲得ABAQUS中建模的相關代碼。 ? 然后修改相應代碼，刪除無用代碼，實現代碼的參數化。 ? 最后在代碼中添加循環和干涉判斷，實現多個顆粒的隨機投遞。

建模中所采用的插件下載：CAD隨機纖維2D插件

<p class="ql-align-center"><strong>ABAQUS隨機骨料建模插件V1.0</strong></p><p class="ql-align-center"><br></p><p>1.

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

隨機多面體模型的建立，實現多面體骨料以及多面體三維過渡區的幾何模型：有限元模型在AutoCAD軟件內將外部基體、骨料、過渡區分別導出為iges格式文件，在Abaqus內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的Abaqus幾何模型：后續可進行模型的力學分析等。建模插件：CAD_隨機多面體&過渡區插件

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