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插件簡介RandCylinder V1.0由可在圓柱試件內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)投放球體，插件可指定圓柱試件的高度、直徑，球體的大小范圍、投放的比例，以及球體間的最小間距。插件可用于混凝土骨料的隨機(jī)投放、多孔材料模擬、泡沫結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的建模研究。功能說明插件運(yùn)行后會在Abaqus軟件內(nèi)自動建立好裝配體，裝配體包括生成的所有球體，以及與球體相適配的帶孔圓柱體部件。

<p>內(nèi)含4種隨機(jī)投放模型：</p><p>1、基體為圓柱，隨機(jī)投放的兩種半徑范圍的實(shí)心顆粒</p><p>2、基體為圓柱，隨機(jī)投放空心有厚度球體，球體半徑固定</p><p>3、三維大小隨機(jī)、位置隨機(jī)球體投放，基體為四面體</p><p>4、隨機(jī)大小、位置、傾斜角的正六邊形（可設(shè)置倒角，不干涉）投放，基體為正四邊形</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">球體之間互不干涉

適用版本插件可運(yùn)行在WindowsXP、7、8、10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus6.14、Abaqus2017~2023及以上版本。說明提醒插件需要注冊，注冊完成后注冊的計算機(jī)永久可用，售價為單機(jī)許可的價格，購買后請聯(lián)系QQ：1135122921獲取許可證。

Timeout：最大投放次數(shù)，模型采用隨機(jī)投放算法，達(dá)到設(shè)定的投放嘗試次數(shù)后停止。此參數(shù)若設(shè)置過小可能會達(dá)不到設(shè)定的球體百分比，應(yīng)根據(jù)球體數(shù)量適當(dāng)調(diào)整。適用版本插件可運(yùn)行在Windows10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus2024及以上版本。

模型采用隨機(jī)投放算法，達(dá)到設(shè)定的時間后停止投放，并生成模型。此參數(shù)若設(shè)置過小可能會達(dá)不到設(shè)定的比例，應(yīng)根據(jù)骨料及孔隙比例適當(dāng)調(diào)整。 模擬案例 ABAQUS混凝土細(xì)觀模型受壓破壞結(jié)果展示。 適用版本 插件可運(yùn)行在Windows10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus 6.14~2023版本。

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)。最終的Abaqus三維球體骨料及過渡區(qū)模型完成如下。 （未完待續(xù)...）

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(dǎo)入到Abaqus軟件中。最終的Abaqus三維凸多面體骨料及過渡區(qū)模型完成如下。 （未完待續(xù)...）

第一部分查看： 基于CAD-Abaqus的混凝土三維細(xì)觀模型建立(一) https://www.yqgqt.org.cn/post/1931155 第二部分查看： 基于CAD-Abaqus的混凝土三維細(xì)觀模型建立(二) https://www.yqgqt.org.cn/post

專業(yè)版插件進(jìn)行了投放算法的優(yōu)化，與普通隨機(jī)投放相比，當(dāng)投放球體數(shù)量過萬時，模型計算效率可提升200倍以上，更適合高體積占比、超多球體的建模。 適用版本 插件可運(yùn)行在Windows7、8、10、11系統(tǒng)上，支持AutoCAD2010~2025及以上版本。

球體比例指最內(nèi)部球體的總體積占整個長方體體積的百分比設(shè)計值，當(dāng)最小間距較大或迭代指數(shù)較小時，球體比例實(shí)際值可能達(dá)不到設(shè)計值，這時可通過降低最小間距及提高迭代指數(shù)來增加實(shí)際投放的球體比例。插件內(nèi)置高效投放算法，支持超高數(shù)量的球體投放。 球體層數(shù)可設(shè)置為0~4層，可單獨(dú)指定每層的厚度。

</p><p class="ql-align-justify">編寫參考abaqus 2016~2020，由于未找到早期版本的內(nèi)核，所以不保證在abaqus 2016之前的版本還可以運(yùn)行。abaqus 2020以后的包括最新版本的也沒查閱，不清楚更新內(nèi)容，所以也不保證可以運(yùn)行。但是繼承性一般是比較好的，大概率是可以運(yùn)行的。

Steps_max：最大投放次數(shù)，模型采用隨機(jī)投放算法，達(dá)到設(shè)定的投放嘗試次數(shù)后停止。此參數(shù)若設(shè)置過小可能會達(dá)不到設(shè)定的球體百分比，應(yīng)根據(jù)球體數(shù)量適當(dāng)調(diào)整。適用版本插件可運(yùn)行在Windows10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus2024及以上版本。

在前邊的三維隨機(jī)球體模型中，投放骨料的思路十分簡單，只需要使用python代碼隨機(jī)生成一個球體特征數(shù)據(jù)，再與已存儲的球體數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷（判斷球心距與兩球體半徑之和）即可。若球心距大于半徑之和則存儲在骨料數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行下一個球體的生成與判斷；若小于，則不存儲，進(jìn)行下一個球體的生成判斷。最后使用python與abaqus之間的接口，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形即可。

本案例通過AutoCAD隨機(jī)三維纖維插件建立隨機(jī)投放的圓柱體纖維模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)，通過混凝土損傷塑性力學(xué)模型，研究沖擊荷載作用下鋼纖維混凝土的破壞情況。

Max Running steps：最大投放次數(shù)，模型采用隨機(jī)投放算法，達(dá)到設(shè)定的投放嘗試次數(shù)后停止。此參數(shù)若設(shè)置過小可能會達(dá)不到設(shè)定的骨料百分比，應(yīng)根據(jù)骨料數(shù)量適當(dāng)調(diào)整。 適用版本 插件可運(yùn)行在Windows10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus2024及以上版本。

自上而下分別為目標(biāo)模型，樹脂部件名稱，纖維部件名稱，以及如圖所標(biāo)的參數(shù)，并需要指定纖維半徑與樹脂含量，拖動滑塊，設(shè)定纖維投放失敗最大嘗試次數(shù)。數(shù)值盡量采用小數(shù)，例如5.0，RC的值為0~1之間。此插件所生成的是可變形的實(shí)體模型，設(shè)定好之后就可以點(diǎn)擊ok或apply進(jìn)行生成。插件說明此插件所生成的是實(shí)體模型。使用做了視頻，可以在視頻中查看效果。

</p><p>骨料投放算法的主要原理：首先把骨料全部投放到容器中，允許骨料重疊；將骨料間的重疊視為擠壓彈性變形，根據(jù)骨料間的刺入深度向量計算出骨料間的排斥力和彈性勢能；按骨料所受排斥力合力的方向移動骨料，逐步更新整個骨料模型的空間結(jié)構(gòu)，直至骨料間的重疊完全消失。