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<strong>插件簡介</strong></p><p>Random Aggregate Modeling V1.0 是一款基于Python 3語言開發(fā)的ABAQUS插件，用于建立3D隨機骨料模型。

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

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

在三維混凝土細觀模型的構(gòu)建過程中，為了簡化建模及模擬過程多采用二維模型，如采用圓形或多邊形來近似取代混凝土內(nèi)的粗骨料，部分學者采用的三維模型較多是把骨料簡化為球形來進行建模，而在混凝土中，骨料多為不規(guī)則的多面體形式，這就使得模型與實際產(chǎn)生一定的差異。 而在Abaqus建模過程中隨機多面體骨料的生成以及多面體骨料的干涉判別是幾何模型的難點。

再生混凝土力學性能受再生骨料比例、強度等多方面影響，通過有限元方法對再生骨料混凝土模擬對評估混凝土抗壓強度有重要意義。本案例通過CAD隨機多面體3D插件建立隨機分布的混凝土再生粗骨料模型，并將模型導入ABAQUS內(nèi)，通過對再生骨料及普通骨料的設(shè)置，進行再生混凝土的軸壓力學研究。

在混凝土結(jié)構(gòu)中，粗骨料與水泥砂漿之間的界面過渡區(qū)（ITZ）是決定混凝土承受荷載能力的關(guān)鍵因素之一,研究表明，混凝土在承受外力時的破壞主要發(fā)生在界面過渡區(qū)的損傷。本案例介紹通過CAD隨機多面體&過渡區(qū)3D插件建立隨機分布的三維多面體骨料及界面過渡區(qū)細觀混凝土模型，并將模型導入ABAQUS內(nèi)進行多相材料的指定。

混凝土在細觀層面上由水泥砂漿、粗骨料和界面過渡區(qū)（ITZ）組成，在Abaqus內(nèi)基于粗骨料隨機投放建立混凝土細觀模型，是研究混凝土軸壓下的本構(gòu)關(guān)系及損傷演化的有效方法。本案例建立隨機圓形粗骨料及實體界面過渡區(qū)，對二維細觀混凝土在單軸壓縮下的力學行為進行有限元模擬，展示混凝土的破壞形態(tài)。

混凝土的強度很大程度上取決于粗骨料與水泥砂漿之間的界面過渡區(qū)（ITZ）。本案例在ABAQUS內(nèi)建立隨機多邊形骨料模型，并設(shè)置界面過渡區(qū)部件，采用CDP材料建立骨料、砂漿、ITZ三相混凝土細觀模型，并研究模型的軸壓破壞情況。

ABAQUS二維隨機多邊形骨料及界面過渡區(qū)（ITZ）的混凝土細觀建模研究，可有效揭示混凝土內(nèi)部多相復合結(jié)構(gòu)的力學響應(yīng)機理。該模型能夠真實反映骨料隨機分布特征及ITZ對裂縫萌生與擴展的影響，為準確模擬混凝土損傷演化過程、預測宏觀力學性能提供理論基礎(chǔ)，對提升混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與安全性具有重要意義。

在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD隨機球體顆粒&過渡區(qū)3D V1.0插件建立隨機投放的球體粗骨料、界面過渡區(qū)(ITZ)部件及水泥砂漿基體三維模型，并將粗骨料、ITZ與水泥砂漿分別導出為.iges格式文件備用。 將導出的模型文件以部件的形式導入到ABAQUS內(nèi)。

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

第三步對正六面體模型進行隨機切割，切割過程中應(yīng)保證骨料模型為凸多邊形。 第四步取出所需的隨機多面體骨料模型。4.主要代碼 開發(fā)單個三維隨機骨料模型可先在ABAQUS/CAE中進行建模，然后參考rpy文件生成的python腳本，選擇所需的語句進行開發(fā)。

而在進行Abaqus混凝土細觀模擬時，隨機骨料及隨機纖維等幾何模型的構(gòu)件是主要的難點所在。為了在Abaqus內(nèi)建立混凝土模型，有學者采用Abaqus命令的方式，但這需要有一定的程序設(shè)計基礎(chǔ)，并且需要反復改參、調(diào)試，極為不便。

3.單個隨機多邊形骨料模型建模方法 本文按照以下步驟，基于ABAQUS使用Python建立單個隨機多邊形骨料： 第一步根據(jù)所需的骨料級配，在一定粒徑下建立所需尺寸的外接圓（該圓為虛擬圓，下配圖僅為參考圖）。 第二步選取外接圓上一定數(shù)量（應(yīng)大于等于3，可隨機定義）的點。

基于CAD骨料隨機投放插件，生成隨機多面體骨料，可以定義四種骨料粒徑范圍，定義四種骨料界面過渡區(qū)厚度，將每種骨料及其界面過渡區(qū)單獨封裝進不同圖層，對于后續(xù)材料的定義提供便利，具有CAD接口的有限元軟件均可使用，所有骨料均執(zhí)行干涉檢查，基體均已扣除骨料占據(jù)部分體積，插件下方可直接讀取各項體積，是一款非常實用的小插件

插件介紹AbyssFish – Random Polyhedron Aggregate 插件可在Abaqus軟件內(nèi)批量生成隨機分布的三維多面體骨料模型。插件可指定骨料分布的區(qū)域、三種尺寸的粒徑分布范圍、多面體面數(shù)、各尺寸骨料的數(shù)量等信息，同時可控制骨料間的最小間距及插件的運行時間控制。