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三維隨機(jī)纖維-球體骨料細(xì)觀混凝土模型——四相（砂漿、骨料、ITZ和纖維）組分的復(fù)合混凝土模型組成效果和仿真效果如下。 在前邊的三維隨機(jī)球體模型中，投放骨料的思路十分簡(jiǎn)單，只需要使用python代碼隨機(jī)生成一個(gè)球體特征數(shù)據(jù)，再與已存儲(chǔ)的球體數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷（判斷球心距與兩球體半徑之和）即可。

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。

在三維混凝土細(xì)觀模型的構(gòu)建過(guò)程中，為了簡(jiǎn)化建模及模擬過(guò)程多采用二維模型，如采用圓形或多邊形來(lái)近似取代混凝土內(nèi)的粗骨料，部分學(xué)者采用的三維模型較多是把骨料簡(jiǎn)化為球形來(lái)進(jìn)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(shí)際產(chǎn)生一定的差異。 而在Abaqus建模過(guò)程中隨機(jī)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(diǎn)。

在ABAQUS內(nèi)采用CT2Model3D Multi-Material插件，選擇添加邊界后的文件夾內(nèi)的任意一張圖像，即可基于背景網(wǎng)格方式完成包含骨料、砂漿、ITZ在內(nèi)的三維混凝土細(xì)觀有限元模型重建。 下篇文章將介紹通過(guò)混凝土損傷塑性材料模型對(duì)重建后的混凝土試件進(jìn)行受壓模擬。

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

1、ANSYS三維纖維骨料混凝土：2、ANSYS球形試件隨機(jī)模型：3、ANSYS隨機(jī)裂縫巖石節(jié)理裂隙建模插件：CAD隨機(jī)幾何3D插件

關(guān)鍵詞：電阻抗成像；心臟模型；三維參數(shù)化；COMSOL；MATLAB；靈敏度矩陣；電極仿真；電導(dǎo)率重建一、任務(wù)描述本任務(wù)旨在構(gòu)建一個(gè)三維參數(shù)化心臟模型，基于 COMSOL Multiphysics 與 MATLAB 聯(lián)合仿真平臺(tái)，進(jìn)行24電極電阻抗掃描，實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率圖像重建和電流密度場(chǎng)可視化，為心臟功能建模與EIT成像研究提供高精度模擬平臺(tái)，如圖1所示。

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。

或是通過(guò)AutoCAD軟件對(duì)骨料進(jìn)行處理后導(dǎo)出卵石狀骨料模型，并導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。 如需進(jìn)行三維混凝土細(xì)觀受壓損傷開(kāi)裂方面的仿真模擬也可參考ABAQUS三維混凝土細(xì)觀受壓損傷斷裂數(shù)值模擬視頻教程。

在三維混凝土細(xì)觀的有限元模擬中，混凝土細(xì)觀幾何模型的建立是仿真前提，也是其難點(diǎn)。在ANSYS內(nèi)高效的建立三維幾何模型以匹配混凝土中多面體骨料的外形、分布、級(jí)配等參數(shù)，是三維混凝土細(xì)觀有限元仿真模擬的關(guān)鍵。

前面兩期技術(shù)貼，詳細(xì)介紹了AVL三維仿真分析軟件FIRE可以方便、高效地對(duì)燃料電池的性能、膜電極材料選型、水熱管理以及燃料電池老化進(jìn)行仿真分析，為燃料電池的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供可靠、有效的指導(dǎo)。隨著開(kāi)發(fā)要求的進(jìn)一步提高，燃料電池三維仿真已經(jīng)逐漸從燃料電池單體向燃料電池堆棧覆蓋，尤其針對(duì)整體的冷卻通道和氣體通道壓損及流動(dòng)均勻性設(shè)計(jì)對(duì)燃料電池堆棧性能及水熱管理的影響，必須要建立完整的堆棧模型進(jìn)行仿真。

《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。

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。

對(duì)骨料及砂漿部件分別指派材料屬性，水泥砂漿部分采用混凝土損傷塑性模型（CDP），可采用EasyCDP插件快速生成不同強(qiáng)度的材料參數(shù)。 將骨料及砂漿部件進(jìn)行裝配。 可對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，及完成后續(xù)的有限元仿真模擬。

《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。

本案例介紹在COMSOL內(nèi)通過(guò)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(xì)觀三維模型，并進(jìn)行混凝土內(nèi)水化熱溫度變化的分析。

用于三維渲染/仿真項(xiàng)目的波音707飛機(jī)三維模型。波音707是一款四引擎中遠(yuǎn)程窄體客機(jī)，徹底改變了商業(yè)航空業(yè)。它于20世紀(jì)50年代末首次推出，并因其作為首款商業(yè)上取得成功的噴氣式客機(jī)而聞名。

模型說(shuō)明 插件采用材料映射單元的方式，將不同相材料賦值到網(wǎng)格單元，實(shí)現(xiàn)三維混凝土細(xì)觀有限元模型。 插件建立的模型中包含5個(gè)Set，從1~5分別對(duì)應(yīng)水泥基體、大粒徑骨料、小粒徑骨料、孔隙、界面過(guò)渡區(qū)。