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本案例介紹在COMSOL內(nèi)基于立方體混凝土試件的切片掃描圖像數(shù)據(jù)進行混凝土骨料及砂漿基體細觀模型的三維重建。

本案例介紹在ABAQUS內(nèi)基于真實混凝土試件的切片圖像重建包含骨料、砂漿、ITZ三相材料在內(nèi)的三維混凝土細觀模型。 首先將混凝土試件進行切片，并掃描獲取切片后的圖像文件，可采用BatchImageCropper 批量圖像裁剪軟件僅保留混凝土圖像的有效部分。

本案例介紹通過CAD斷層掃描三維重建插件將混凝土切片掃描圖像在AutoCAD內(nèi)進行骨料及水泥砂漿基體的三維實體模型重建，并導入Abaqus CAE軟件內(nèi)分別建立Part部件，實現(xiàn)模型的裝配及網(wǎng)格劃分，后續(xù)可完成不同工況的混凝土細觀有限元模擬分析。

本案例基于ABAQUS AbyssFish CT2Model 3D V2.0插件，利用混凝土立方體試件的切片掃描圖像實現(xiàn)高精度有限元模型三維重建，精準劃分骨料及水泥砂漿區(qū)域，構建三維再生骨料混凝土細觀模型。施加單軸壓縮荷載，動態(tài)追蹤再生混凝土的損傷演化過程，揭示裂紋的萌生及擴展機制。

計算機斷層掃描（CT）可以無損獲取混凝土試件內(nèi)部結構圖像，并以一系列橫截面的形式顯示混凝土的內(nèi)部結構。本文介紹一種基于混凝土CT斷層掃描圖像在Abaqus有限元軟件內(nèi)進行三維混凝土細觀模型的建模方法，實現(xiàn)混凝土粗骨料及砂漿的三維重構并對其采用塑性損傷模型（CDP）進行有限元模擬。

上篇文章介紹了ABAQUS通過CT或切片數(shù)據(jù)重建混凝土多組分三維細觀模型。本案例介紹采用CDP材料對三維重建的混凝土細觀模型進行損傷斷裂數(shù)值模擬有限元分析。

在前面的視頻中已經(jīng)有了三維隨機球體骨料的細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，分享自己關于在三維細觀混凝土模型中添加纖維的一些思路和腳本建立方法。

<p>在基于實際混凝土斷面圖像進行混凝土細觀有限元模型重建研究方面，主要可采用兩種方式實現(xiàn)：一是根據(jù)圖像數(shù)據(jù)建立實體模型；另一種是采用材料映射單元的方式將不同組分建立背景網(wǎng)格。</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">本文將基于以上兩種方式，通過混凝土切片圖片建立二維混凝土細觀有限元模型，并對模型進行軸壓模擬分析。

在基于ABAQUS開展混凝土細觀力學模擬時，數(shù)字化重建技術是構建能夠真實反映混凝土內(nèi)部多相結構（如骨料、砂漿、界面過渡區(qū)ITZ及孔隙等）的關鍵前置步驟。

ABAQUS二維混凝土細觀模型的數(shù)字化重建技術(一)幾何重構 https://www.yqgqt.org.cn/post/1990726 本篇介紹二維混凝土細觀模型在ABAQUS中數(shù)字化重建技術的第二種方法——基于ABAQUS背景網(wǎng)格的圖像映射方法。

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

本案例介紹在COMSOL內(nèi)通過球體粗骨料顆粒的堆積算法，建立包含骨料、ITZ、水泥砂漿在內(nèi)的三相材料混凝土細觀三維模型，并進行混凝土內(nèi)水化熱溫度變化的分析。

摘要 混凝土作為一種三相復合材料，從細觀層面來說是由粗骨料、砂漿和過渡區(qū)（界面層）組成。這三種材料具有不同的力學特性，在混凝土的性能中起著重要作用。過去，主要基于宏觀層次的混凝土力學研究已經(jīng)不能很好地解釋混凝土材料的損傷和破壞機理。

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

在AutoCAD中建立混凝土細觀模型草圖后，將已分圖層繪制的各組分內(nèi)容分別另存為dxf格式文件，以備導入到COMSOL內(nèi)。 將保存的混凝土各組分圖形分別導入到COMSOL，并通過布爾運算建立多邊形骨料、ITZ、水泥砂漿基體混凝土細觀模型。

混凝土細觀模型 構建骨料、砂漿、界面過渡區(qū)三種組分的混凝土細觀模型，模型構建采用CAD隨機多邊形顆粒插件進行參數(shù)化建模生成，操作詳細步驟可參考：【COMSOL隨機多邊形骨料及界面過渡區(qū)ITZ建模】 插件中粗骨料采用多邊形模型，骨料的位置以隨機投放的算法進行實現(xiàn)，骨料多邊形形狀及邊數(shù)可通過參數(shù)進行定義；界面過渡區(qū)（ITZ）采用單獨的部件，分布于粗骨料與砂漿之間，以此來獲得表征混凝土細觀特征的隨機骨料模型

本案例通過COMSOL建立二維混凝土細觀微裂紋模型，模型可進行吸水及離子擴散等方面的研究。幾何模型包括水泥砂漿、粗骨料、砂漿骨料界面過渡區(qū)（ITZ）及隨機分布于水泥砂漿內(nèi)的微裂紋毛細管網(wǎng)四部分，旨在探究通過多插件聯(lián)合創(chuàng)建復雜模型的可行性。

第一部分查看： 基于CAD-Abaqus的混凝土三維細觀模型建立(一) https://www.yqgqt.org.cn/post/1931155 3 隨機凸多面體骨料模型的生成 在力學上，凸多面體幾何結構具備更好的力學性能和穩(wěn)定性，因此常見的混凝土中，粗骨料形態(tài)也多呈現(xiàn)為三維凸多面體形。