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混凝土模型三維混凝土細(xì)觀模型的建立是進(jìn)行混凝土性能模擬的有效方法，而在comsol建模過(guò)程中隨機(jī)凸多面體骨料的生成是幾何模型的難點(diǎn)。這里提供一種快速高效的三維凸多面體骨料建模的方案，以實(shí)現(xiàn)不同集配的混凝土模型。建模教程首先采用CAD隨機(jī)多面體3D插件在AutoCAD內(nèi)生成所需要的三維混凝土細(xì)觀模型。

第三步對(duì)正六面體模型進(jìn)行隨機(jī)切割，切割過(guò)程中應(yīng)保證骨料模型為凸多邊形。 第四步取出所需的隨機(jī)多面體骨料模型。4.主要代碼 開(kāi)發(fā)單個(gè)三維隨機(jī)骨料模型可先在ABAQUS/CAE中進(jìn)行建模，然后參考rpy文件生成的python腳本，選擇所需的語(yǔ)句進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

這里提供一種快速高效的三維凸多面體骨料建模的方案，以實(shí)現(xiàn)不同集配的混凝土隨機(jī)多面體骨料模型。 建模教程 首先采用CAD隨機(jī)多面體3D插件在AutoCAD內(nèi)生成所需要的三維混凝土細(xì)觀模型。 將該模型分圖層導(dǎo)出為.iges格式文件，這里分圖層導(dǎo)出是為了可以分部件導(dǎo)入到Abaqus軟件內(nèi)，更方便材料賦值、網(wǎng)格劃分等操作。

3.1多面體骨料生成 單個(gè)凸多面體骨料的生成采用球體隨機(jī)切割算法，算法的基本原理為首先在球體表面隨機(jī)生成點(diǎn)位，通過(guò)點(diǎn)位的空間順序構(gòu)建切割面，對(duì)球體進(jìn)行切割操作，以構(gòu)建單個(gè)凸多面體骨料模型。 隨機(jī)點(diǎn)位生成：在球體的表面隨機(jī)選擇點(diǎn)。通過(guò)在球坐標(biāo)系統(tǒng)中隨機(jī)選擇角度來(lái)實(shí)現(xiàn)，然后將其轉(zhuǎn)換為笛卡爾坐標(biāo)。確保生成的點(diǎn)位分布相對(duì)均勻，以避免在后續(xù)步驟中產(chǎn)生過(guò)于復(fù)雜或不均勻的切割面。

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。

該插件可實(shí)現(xiàn)多種單一形狀（如球形、橢球形和多面體）或混合形狀的骨料模型的生成，插件采用運(yùn)動(dòng)模擬的動(dòng)態(tài)算法，能夠高效地生成高骨料體積分?jǐn)?shù)的骨料模型，提高工作效率，在復(fù)合材料數(shù)值模擬研究領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。</p><p>本插件適用的ABAQUS版本：ABAQUS 2024及以后的版本。</p><p><strong>2.

插件介紹CAD隨機(jī)多面體_圓柱試件3D插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)生成隨機(jī)三維多面體及外側(cè)圓柱體試件。插件可確保多面體之間不發(fā)生干涉，且多面體與外側(cè)圓柱體試件之間保持適配關(guān)系，確保生成的模型導(dǎo)入有限元軟件后幾何合理有效。本插件主要可應(yīng)用于三維混凝土細(xì)觀模型、隨機(jī)骨料、圓柱試件混凝土細(xì)觀模擬等方面。

注意由于多面體的個(gè)別差異實(shí)際生成的面數(shù)與指定的面數(shù)可能會(huì)略有不同。 3、干涉判斷 插件執(zhí)行嚴(yán)格的干涉的判別，使得多面體之間不存在干涉情況。與一般的球體相交判別程序不同，插件采用更為精準(zhǔn)的凸多面體干涉判別程序，因此可達(dá)到更高的體積比，但也會(huì)耗費(fèi)更多的計(jì)算時(shí)間。

投放跳過(guò)提示：當(dāng)指定的多面體面數(shù)過(guò)少時(shí)，可能會(huì)存在無(wú)法生成多面體實(shí)體的情況，這時(shí)程序會(huì)跳過(guò)當(dāng)前多面體的投放（但是多面體所在區(qū)域的干涉檢測(cè)會(huì)存在），可以適當(dāng)增加多面體的面數(shù)參數(shù)來(lái)避免該現(xiàn)象的發(fā)生。提示中的輸出序列為跳過(guò)的partAgg編號(hào)。建模教程 ?打開(kāi)插件設(shè)置參數(shù)，點(diǎn)擊OK自動(dòng)生成裝配體模型。 ?可在裝配中將骨料進(jìn)行合并，方便批量操作。

混凝土細(xì)觀骨料堆積模型采用CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D插件生成，在AutoCAD內(nèi)建立模型后將骨料導(dǎo)出為iges格式文件。 在ABAQUS CAE中將骨料模型導(dǎo)入建立部件，如需對(duì)不同骨料分別設(shè)置材料屬性也可將骨料分為三個(gè)部件分別導(dǎo)入。

1 引言 本文運(yùn)用CAD插件進(jìn)行模型建立，并將模型導(dǎo)入Abaqus內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)骨料模型建模，極大地簡(jiǎn)化了混凝土細(xì)觀力學(xué)研究的工作量。結(jié)合了參數(shù)化建模的思想，提出球形骨料生成算法，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出多面隨機(jī)剖切算法,生成了隨機(jī)凸型多面體骨料模型。同時(shí),采用干涉判別算法,分別對(duì)球形骨料和多面體骨料進(jìn)行了投放試驗(yàn)，形成包含骨料、砂漿、過(guò)渡區(qū)在內(nèi)的三相混凝土模型。

有限元模型插件生成的幾何模型支持Comsol、ANSYS、Abaqus、Fluent、LS_DYNA、HFSS等多款有限元軟件，以下僅為細(xì)觀混凝土骨料砂漿ITZ三相材料的部分樣圖：ANSYS隨機(jī)骨料及過(guò)渡區(qū)ITZAbaqus細(xì)觀混凝土隨機(jī)多面體骨料及過(guò)渡區(qū)ITZComsol細(xì)觀混凝土骨料砂漿過(guò)渡區(qū)ITZ樣圖下載隨機(jī)多面體ITZ樣圖.rar說(shuō)明提醒插件免安裝

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。 創(chuàng)建作業(yè)并提交分析，查看三維多面體骨料密堆積混凝土細(xì)觀模型受壓模擬結(jié)果。

可對(duì)多面體骨料、ITZ、砂漿分別手動(dòng)設(shè)置材料，也可采用EasyCDP插件快速生成混凝土損傷塑性材料后，再指派到砂漿及ITZ部件。 在裝配中將兩組多面體骨料、水泥砂漿、過(guò)渡區(qū)部件進(jìn)行裝配，完成三維細(xì)觀混凝土模型的建模。

本文基于COMSOL Multiphysics有限元軟件，構(gòu)建含ITZ的多面體骨料密堆積三維細(xì)觀模型，有效表征混凝土的非均質(zhì)特性，準(zhǔn)確反映骨料形態(tài)、分布及界面行為對(duì)整體性能的影響機(jī)制，為揭示混凝土損傷演化規(guī)律、優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)及提升結(jié)構(gòu)耐久性提供理論支撐。 本研究采用CAD多面體&過(guò)渡區(qū)密堆積3D插件生成混凝土三維細(xì)觀幾何模型。

源碼類(lèi)混凝土隨機(jī)骨料模型（Python源碼） https://www.yqgqt.org.cn/post/1193620三維隨機(jī)骨料模型（MATLAB源碼） https://www.yqgqt.org.cn/post/1193922 ABAQUS插件ABAQUS混凝土隨機(jī)圓形骨料生成插件 https://www.yqgqt.org.cn

若球心距大于半徑之和則存儲(chǔ)在骨料數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行下一個(gè)球體的生成與判斷；若小于，則不存儲(chǔ)，進(jìn)行下一個(gè)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。 把這個(gè)思路放到纖維與骨料之間的判斷中來(lái)，似乎也能進(jìn)行相應(yīng)的判斷。只需要生成隨機(jī)的纖維，用纖維端點(diǎn)坐標(biāo)與骨料球心坐標(biāo)，計(jì)算出球心到直線的距離就可以了，如下圖所示。