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模型說明 插件采用材料映射單元的方式，將不同相材料賦值到網(wǎng)格單元，實(shí)現(xiàn)三維混凝土細(xì)觀有限元模型。 插件建立的模型中包含5個(gè)Set，從1~5分別對(duì)應(yīng)水泥基體、大粒徑骨料、小粒徑骨料、孔隙、界面過渡區(qū)。

六面體網(wǎng)格計(jì)算時(shí)間大量縮短，但骨料形狀為類球體，是否能投影為球體與單元網(wǎng)格尺寸大小有關(guān)，四面體網(wǎng)格計(jì)算時(shí)間較長，劃分形狀與球體基本一致。</p><p class="ql-align-justify">步驟三：進(jìn)行材料、單元幅值，開展不同有限元分析。

</p><h2 class="ql-align-center"><strong>3.網(wǎng)格映射法</strong></h2><p>如前面所屬，網(wǎng)格映射法生成隨機(jī)骨料填充模型有些優(yōu)勢，一定程度上可提高精度，或說結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格好看；但其缺點(diǎn)也比較明顯，當(dāng)網(wǎng)格長度比較大時(shí)很容易導(dǎo)致骨料變形；此外如果參考模型中網(wǎng)格很細(xì)的話映射需要較長時(shí)間。

插件生成的模型之間均不會(huì)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(shí)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(shí)體模型可導(dǎo)入LS-Dyna、ANSYS、HFSS、Workbench、COMSOL、ABAQUS等有限元軟件直接進(jìn)行仿真模擬，也可導(dǎo)入Hypermesh、ANSA等CAE前處理工具進(jìn)行劃分網(wǎng)格，或進(jìn)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。

</p><p>Volume Fraction：骨料總體積與容器體積的比值。</p><p>Min Distance：骨料間的最小間距。在實(shí)際應(yīng)用中，Min Distance應(yīng)該大于兩倍的ITZ厚度；間距越大，有限元網(wǎng)格的單元尺寸可以設(shè)置的更大，有效減小有限元網(wǎng)格的規(guī)模。</p><p><strong>2.2.

將模型劃分網(wǎng)格，在進(jìn)行模型網(wǎng)格劃分時(shí)，需注意單元尺寸不應(yīng)大于建模過程中所設(shè)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(shè)置為2 mm，整體單元數(shù)量約為300萬。此外，插件內(nèi)置了幾何模型優(yōu)化算法，從而有效保證了有限元網(wǎng)格的順利生成與質(zhì)量。

采用四面體單元進(jìn)行混凝土骨料的網(wǎng)格劃分。 建立不同骨料部件的裝配。 或是通過AutoCAD軟件對(duì)骨料進(jìn)行處理后導(dǎo)出卵石狀骨料模型，并導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。

最后進(jìn)行材料賦值、接觸指定、網(wǎng)格劃分、邊界條件、模擬計(jì)算等操作即可。 插件下載 CAD隨機(jī)多面體3D插件 模型樣圖 隨機(jī)多面體骨料_AbyssFish.rar

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(wǎng)格對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，單元大小設(shè)置為細(xì)化。

《基于三維隨機(jī)細(xì)觀模型的珊瑚混凝土力學(xué)性能模擬》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質(zhì)混凝土有限元模型。

使用說明插件采用點(diǎn)-線-面-體的三維幾何生成算法，以模擬多面體骨料的外形。算法自動(dòng)優(yōu)化骨料體型，防止骨料中出現(xiàn)極小面而影響后期的網(wǎng)格劃分。插件采取隨機(jī)投放方式，模擬骨料在混凝土內(nèi)的分布模型。隨機(jī)投放中進(jìn)行嚴(yán)格的骨料干涉判別，確保不存在骨料相交及骨料出界情況。同時(shí)插件可指定骨料最小間距參數(shù)，確保基體網(wǎng)格能有效劃分。

進(jìn)行混凝土細(xì)觀三維模型的網(wǎng)格劃分，本案例中采用二次四面體單元（C3D10）,單元數(shù)量為362萬個(gè)。 在使用插件建立混凝土細(xì)觀三維幾何模型時(shí)，應(yīng)合理設(shè)置建模參數(shù)，以確保網(wǎng)格劃分的質(zhì)量。

(a)輕骨料混凝土骨料內(nèi)聚力單元 (b)界面過渡區(qū)內(nèi)聚力單元 (c)砂漿內(nèi)聚力單元圖2 輕骨料混凝土細(xì)觀模型中內(nèi)聚力單元示意圖2.1.3 輕骨料混凝土細(xì)觀模型的建立采用1.5mm的單元尺寸網(wǎng)格對(duì)生成的多邊形輕骨料混凝土模型進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑瑫r(shí)在輕骨料混凝土模型的全局區(qū)域內(nèi)嵌入內(nèi)聚力單元，這樣將會(huì)形成足夠精細(xì)的裂紋擴(kuò)展區(qū)，使得輕骨料混凝土的裂紋擴(kuò)展與真實(shí)混凝土裂紋擴(kuò)展更加類似，由于內(nèi)聚力單元非線性的損傷演化

在AutoCAD內(nèi)將骨料、ITZ、砂漿三部分分別導(dǎo)出為iges格式文件后導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)形成裝配建立混凝土細(xì)觀模型。 添加固體傳熱物理場并對(duì)混凝土細(xì)觀中的三組分分別設(shè)置材料屬性，完成網(wǎng)格劃分。

對(duì)再生混凝土模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 創(chuàng)建并提交作業(yè)，查看結(jié)果。

插件采用體素網(wǎng)格方式，通過背景網(wǎng)格將砂漿、骨料、ITZ劃分為三個(gè)集（Set），并對(duì)單元映射三種空材料。 插件支持設(shè)置長方體部件的長度(Length)、寬度(Width)、高度(Height)，以及在網(wǎng)格劃分中單元的尺寸(Element size)。

在COMSOL內(nèi)對(duì)各組分批量賦值材料，并進(jìn)行模型的網(wǎng)格劃分，即可進(jìn)行后續(xù)的水分?jǐn)U散模擬分析。

對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 創(chuàng)建作業(yè)提交分析并查看結(jié)果。