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在前面的視頻中已經(jīng)有了三維隨機(jī)球體骨料的細(xì)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(xì)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(xì)觀混凝土模型中添加纖維的一些思路和腳本建立方法。

在Abaqus中，可以通過設(shè)置二者交界面處的牽引分離本構(gòu)模型來模擬這種關(guān)系。例如，基于Abaqus的三種鋼筋混凝土梁數(shù)值模擬對比研究表明，將鋼筋通過實(shí)體單元建模，并在實(shí)體鋼筋和混凝土梁連接界面設(shè)置相應(yīng)粘結(jié)本構(gòu)，可以更真實(shí)地模擬鋼筋混凝土梁內(nèi)部的實(shí)際受力狀態(tài)。2.2 損傷塑性模型Abaqus中的混凝土損傷塑性（CDP）模型能夠描述材料在循環(huán)加載和動態(tài)加載條件下的力學(xué)響應(yīng)。

《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。

模型建立 首先，需要建立鋼筋混凝土梁的幾何模型?？梢允褂?Abaqus/CAE 中的建模工具，或者導(dǎo)入其他 CAD 軟件創(chuàng)建的模型。 然后，定義材料屬性。對于混凝土，可以選擇合適的本構(gòu)模型，如混凝土損傷塑性模型。對于鋼筋，可以采用彈塑性本構(gòu)模型。 接下來，設(shè)置鋼筋和混凝土之間的接觸關(guān)系。

1、 引言本教學(xué)聚焦于土木工程中鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能領(lǐng)域，通過 Abaqus 有限元分析軟件開展光圓鋼筋混凝土拉拔過程仿真建模實(shí)踐教學(xué)。課程以典型拉拔工況為對象，系統(tǒng)講解從幾何建模、材料定義、網(wǎng)格劃分到載荷施加及結(jié)果分析的全流程操作。2、 幾何模型與材料參數(shù)（1） 模型構(gòu)建：本教學(xué)中涉及的部件模型均通過 abaqsu軟件自帶的制圖功能繪制。

基于上述背景，本文基于北鯤云超算平臺預(yù)置的ABAQUS軟件對混凝土柱進(jìn)行數(shù)值模擬，并通過外側(cè)包裹CFRP來對原有混凝土柱進(jìn)行增強(qiáng)加固處理，對比有無CFRP包裹對鋼筋混凝土柱承載力的影響。

ABAQUS中的殼單元大家通常用于模擬鋼板等鋼結(jié)構(gòu)，對于混凝土板殼，新手可能對內(nèi)部的配筋方式，以及前后處理方法可能存在各種問題。實(shí)際上，ABAQUS提供了鋼筋混凝土板配筋的接口，這種“寫入式”而不進(jìn)行直接建模的方法通常比較冷門且后處理相對不主流。今天喵星人就通過一個教程教你學(xué)會鋼筋混凝土殼單元的前處理與后處理。

鋼纖維混凝土（SFRC）彌補(bǔ)了素混凝土抗裂性的不足，為建立鋼纖維混凝土的力學(xué)本構(gòu)模型，本案例通過CAD隨機(jī)纖維3D插件建立隨機(jī)分布的纖維線模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)，通過梁單元纖維模型，研究細(xì)觀纖維混凝土梁在三點(diǎn)彎曲下的破壞特征及荷載位移曲線。

纖維混凝土作為土木工程領(lǐng)域常用的復(fù)合材料具備良好的抗裂性及抗沖擊性能，纖維混凝土在荷載下的破壞行為及本構(gòu)關(guān)系對其應(yīng)用范圍具有重要影響。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。

2、Abaqus實(shí)體單元混凝土采用C3D8R，鋼筋采用Truss，節(jié)點(diǎn)模型建立如下：計(jì)算結(jié)果如下圖：由數(shù)值模擬結(jié)果可以看出：相較于試驗(yàn)滯回曲線，模擬所得滯回曲線的峰值承載力與試驗(yàn)結(jié)果相差不大，后期剛度退化緩慢，模擬所得滯回曲線較為飽滿。計(jì)算時長：0.5-2小時，與計(jì)算參數(shù)設(shè)置有關(guān)。

本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立包含骨料、界面過渡區(qū)、纖維、孔隙在內(nèi)的多相材料二維纖維混凝土細(xì)觀模型。 采用CAD纖維混凝土2D插件在AutoCAD內(nèi)建立二維纖維混凝土模型，纖維混凝土模型的不同組分已分圖層進(jìn)行繪制，需要對不同圖層內(nèi)容分別另存為dxf文件。

有限元模型建立為了驗(yàn)證所編插件的合理性與正確性，選用清華大學(xué)陸新征教授鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)擬靜力倒塌試驗(yàn)中的邊柱構(gòu)件。分別建立了三個有限元模型，有限元模型如圖2。編號分別為Column-1、Column-2、Column-3。

模型實(shí)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(shí)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(jìn)展在Abaqus內(nèi)建立混凝土細(xì)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(jìn)行混凝土性能研究的主流方法之一。