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計算機斷層掃描（CT）可以無損獲取混凝土試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像，并以一系列橫截面的形式顯示混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本文介紹一種基于混凝土CT斷層掃描圖像在Abaqus有限元軟件內(nèi)進行三維混凝土細觀模型的建模方法，實現(xiàn)混凝土粗骨料及砂漿的三維重構(gòu)并對其采用塑性損傷模型（CDP）進行有限元模擬。

上篇文章介紹了ABAQUS通過CT或切片數(shù)據(jù)重建混凝土多組分三維細觀模型。本案例介紹采用CDP材料對三維重建的混凝土細觀模型進行損傷斷裂數(shù)值模擬有限元分析。

插件介紹 AbyssFish CT2Model 3D V1.0 插件可將采用X射線等方法獲取的計算機斷層掃描（CT）圖像在Abaqus有限元軟件內(nèi)進行三維重建，進而高效獲取可供模擬分析的有限元模型。插件可用于醫(yī)學(xué)影像三維重構(gòu)、混凝土細觀三維重建、巖心數(shù)字化等領(lǐng)域的CT切片重建模型研究。

本案例基于ABAQUS AbyssFish CT2Model 3D V2.0插件，利用混凝土立方體試件的切片掃描圖像實現(xiàn)高精度有限元模型三維重建，精準(zhǔn)劃分骨料及水泥砂漿區(qū)域，構(gòu)建三維再生骨料混凝土細觀模型。施加單軸壓縮荷載，動態(tài)追蹤再生混凝土的損傷演化過程，揭示裂紋的萌生及擴展機制。

在ABAQUS內(nèi)采用CT2Model3D Multi-Material插件，選擇添加邊界后的文件夾內(nèi)的任意一張圖像，即可基于背景網(wǎng)格方式完成包含骨料、砂漿、ITZ在內(nèi)的三維混凝土細觀有限元模型重建。 下篇文章將介紹通過混凝土損傷塑性材料模型對重建后的混凝土試件進行受壓模擬。

在混凝土細觀研究中，基于掃描數(shù)據(jù)的三維重建技術(shù)可精準(zhǔn)還原混凝土中骨料、砂漿的分布及微觀結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合數(shù)字圖像處理與數(shù)值模擬方法，能夠量化分析材料非均質(zhì)性對力學(xué)性能、裂縫擴展路徑及破壞模式的影響機制。

插件介紹 插件說明： ABAQUS CT2Model 3D V1.0 https://www.yqgqt.org.cn/post/1947552 應(yīng)用案例： ABAQUS基于CT斷層掃描的細觀混凝土三維重建數(shù)值模擬 https

本案例介紹在COMSOL內(nèi)基于立方體混凝土試件的切片掃描圖像數(shù)據(jù)進行混凝土骨料及砂漿基體細觀模型的三維重建。

在基于ABAQUS開展混凝土細觀力學(xué)模擬時，數(shù)字化重建技術(shù)是構(gòu)建能夠真實反映混凝土內(nèi)部多相結(jié)構(gòu)（如骨料、砂漿、界面過渡區(qū)ITZ及孔隙等）的關(guān)鍵前置步驟。

為解決當(dāng)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(zhǔn)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(biāo)定及損傷機理研究具有重要的參考價值和指導(dǎo)意義。

在前面的視頻中已經(jīng)有了三維隨機球體骨料的細觀模型建立方法和靜力抗壓仿真分析的方法（課程封面如圖）。 簡單三維球體細觀模型的課程已更新一年半有余，后臺私信和留言中有不少同學(xué)咨詢“怎么添加纖維/有沒有纖維混凝土的模型”，由于之前一直在忙著干其他的事情，最近心血來潮，那么今天就寫了這個帖子，分享自己關(guān)于在三維細觀混凝土模型中添加纖維的一些思路和腳本建立方法。

ABAQUS二維混凝土細觀模型的數(shù)字化重建技術(shù)(一)幾何重構(gòu) https://www.yqgqt.org.cn/post/1990726 本篇介紹二維混凝土細觀模型在ABAQUS中數(shù)字化重建技術(shù)的第二種方法——基于ABAQUS背景網(wǎng)格的圖像映射方法。

案例展示 ABAQUS基于CT斷層掃描的細觀混凝土三維重建數(shù)值模擬 https://www.yqgqt.org.cn/post/1947861 ABAQUS基于CT斷層掃描的三維圓柱體多孔結(jié)構(gòu)建模 https://www.yqgqt.org.cn

<p>在基于實際混凝土斷面圖像進行混凝土細觀有限元模型重建研究方面，主要可采用兩種方式實現(xiàn)：一是根據(jù)圖像數(shù)據(jù)建立實體模型；另一種是采用材料映射單元的方式將不同組分建立背景網(wǎng)格。</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">本文將基于以上兩種方式，通過混凝土切片圖片建立二維混凝土細觀有限元模型，并對模型進行軸壓模擬分析。

摘要 混凝土作為一種三相復(fù)合材料，從細觀層面來說是由粗骨料、砂漿和過渡區(qū)（界面層）組成。這三種材料具有不同的力學(xué)特性，在混凝土的性能中起著重要作用。過去，主要基于宏觀層次的混凝土力學(xué)研究已經(jīng)不能很好地解釋混凝土材料的損傷和破壞機理。

或是通過AutoCAD軟件對骨料進行處理后導(dǎo)出卵石狀骨料模型，并導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。 如需進行三維混凝土細觀受壓損傷開裂方面的仿真模擬也可參考ABAQUS三維混凝土細觀受壓損傷斷裂數(shù)值模擬視頻教程。

《基于三維隨機細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。

針對混凝土材料的細觀力學(xué)分析可建立其宏觀力學(xué)行為與細觀組分的關(guān)系，進而改進混凝土宏觀唯象理論的不足，推進混凝土細觀仿真的發(fā)展，解決試驗條件限制及資源浪費。本案例在ABAQUS軟件內(nèi)，建立隨機投放的三維球體骨料及圓柱體混凝土試件，基于損傷力學(xué)模型，進行準(zhǔn)靜態(tài)軸心受壓試驗，研究混凝土圓柱試件的裂縫開展。