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在科研和工程實(shí)際問(wèn)題中，經(jīng)常會(huì)涉及到隨機(jī)幾何元素，例如：混凝土骨料、隨機(jī)纖維復(fù)合材料、多孔介質(zhì)材料的傳熱和滲流問(wèn)題、生物材料的細(xì)觀特征等等。這些材料中包含大量隨機(jī)尺寸、隨機(jī)位置分布的幾何特征，在有限元建模中可以使用自編二次開(kāi)發(fā)程序的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何模型構(gòu)造。 Abaqus支持使用Python語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)建模，用戶可以利用Python代碼達(dá)成特殊的建模要求。

插件介紹：這是一個(gè)具有周期性的ud單胞細(xì)觀建模插件，可以指定單胞的尺寸大小、纖維半徑，以及樹(shù)脂含量。纖維采用隨機(jī)分布，纖維與樹(shù)脂分為兩個(gè)部件。

理論上講，只要幾何存在相似性，可進(jìn)行模型簡(jiǎn)化的，均可采用這種方式進(jìn)行建模。插件的詳細(xì)介紹及下載見(jiàn)下方鏈接：CAD隨機(jī)幾何3D插件

隨機(jī)多面體模型的建立，實(shí)現(xiàn)多面體骨料以及多面體三維過(guò)渡區(qū)的幾何模型：有限元模型在AutoCAD軟件內(nèi)將外部基體、骨料、過(guò)渡區(qū)分別導(dǎo)出為iges格式文件，在Abaqus內(nèi)對(duì)這三份文件分別導(dǎo)入部件，并進(jìn)行裝配：建立起隨機(jī)多面體骨料及界面過(guò)渡區(qū)的Abaqus幾何模型：后續(xù)可進(jìn)行模型的力學(xué)分析等。建模插件：CAD_隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)插件

插件介紹AbyssFish_RandomSphere3D V2.0 插件可在Abaqus內(nèi)參數(shù)化生成隨機(jī)分布的球體部件及與之適配的多孔長(zhǎng)方體部件。插件可用于構(gòu)建球體骨料混凝土細(xì)觀、隨機(jī)彈丸、泡沫混凝土、多孔結(jié)構(gòu)模型等，可設(shè)置模型的尺寸、球體的粒徑分布、球體比例等參數(shù)。

<p class="ql-align-center"><strong>ABAQUS隨機(jī)骨料建模插件V1.0</strong></p><p class="ql-align-center"><br></p><p>1.

通過(guò)創(chuàng)建分區(qū)選擇第一張草圖將長(zhǎng)方體幾何部件進(jìn)行分區(qū)。建模中所采用的插件下載：CAD隨機(jī)纖維2D插件

在ABAQUS有限元軟件中構(gòu)建地層地質(zhì)分層幾何模型，對(duì)巖土工程分析具有重要研究?jī)r(jià)值。該模型能精確表征不同地質(zhì)層的幾何形態(tài)、材料屬性及空間分布，為地下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評(píng)估、地震動(dòng)力響應(yīng)模擬及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)提供可靠數(shù)值依據(jù)。通過(guò)高精度有限元分析，可顯著降低現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成本，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)參數(shù)，提升施工安全性和經(jīng)濟(jì)性。

本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維隨機(jī)粗糙度表面或地形圖模型，并通過(guò)隨機(jī)粗糙度表面進(jìn)行簡(jiǎn)單的動(dòng)力學(xué)模擬。 首先采用CAD隨機(jī)粗糙度表面插件建立三維隨機(jī)粗糙度實(shí)體幾何模型，并將模型導(dǎo)出為iges格式文件。

本案例介紹通過(guò)CAD隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)3D插件建立隨機(jī)分布的三維多面體骨料及界面過(guò)渡區(qū)細(xì)觀混凝土模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)進(jìn)行多相材料的指定。 在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)3D V1.0插件建立隨機(jī)投放的多面體骨料、界面過(guò)渡區(qū)(ITZ)部件及水泥砂漿基體三維模型。

ABAQUS二維隨機(jī)多邊形骨料及界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）的混凝土細(xì)觀建模研究，可有效揭示混凝土內(nèi)部多相復(fù)合結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)機(jī)理。該模型能夠真實(shí)反映骨料隨機(jī)分布特征及ITZ對(duì)裂縫萌生與擴(kuò)展的影響，為準(zhǔn)確模擬混凝土損傷演化過(guò)程、預(yù)測(cè)宏觀力學(xué)性能提供理論基礎(chǔ)，對(duì)提升混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與安全性具有重要意義。

由于短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的有限元模型需要考慮隨機(jī)的纖維分布，如果纖維束數(shù)量較多，則手動(dòng)在abaqus中直接建模工作量會(huì)過(guò)于繁重，因此本文介紹了一種基于abaqus的建模插件，可以成功快速實(shí)現(xiàn)隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣模型的建立。一、新增功能爭(zhēng)對(duì)此，可對(duì)隨機(jī)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸試樣進(jìn)行插件建模，在前一版本中，主要基于下面的標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行短纖維模型的建立。

在Abaqus CAE軟件內(nèi)，將兩份iges文件導(dǎo)入。 對(duì)兩個(gè)部件指定不同的材料類型，并裝配形成雙相材料幾何模型。 進(jìn)行網(wǎng)格劃分操作。 設(shè)置兩部件之間的相互作用。

材料晶體塑性理論與細(xì)觀尺度上晶體幾何模型相融合的模擬方法為探究材料在塑性變形過(guò)程中的行為機(jī)制以及晶體材料優(yōu)化開(kāi)辟了新途徑。本案例演示在CAD軟件內(nèi)通過(guò)Voronoi建立晶體三維模型，并將模型導(dǎo)入到Abaqus CAE內(nèi)，完成晶體材料的有限元建模。

注意，插件僅完成了幾何部件的裝配操作，并未指定材料屬性、分析步、相互作用、載荷、網(wǎng)格等，此部分內(nèi)容需要用戶根據(jù)模擬內(nèi)容自行設(shè)置。 參數(shù)說(shuō)明Diameter、Height：設(shè)置圓柱體模型的直徑及高度。單位全局統(tǒng)一即可。Diameter Min、Diameter Max：球體的直徑分布區(qū)間。隨機(jī)球體均勻分布在設(shè)定的參數(shù)值范圍內(nèi)。

幾何建模插件v1.0的介紹鏈接:https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1861928 1. 二維骨料填充模型1.1 矩形骨料填充模塊 用于在矩形邊界內(nèi)填充矩形骨料，矩形骨料長(zhǎng)度可按范圍指定，同時(shí)可控制矩形骨料間的最 小間距(如果為負(fù)數(shù)，則表示矩形可相交)。