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關于SHPB數值模擬的研究已較為深入，模擬優勢主要在于可通過修正參數使模擬結果與實際一致，以此為基礎對材料的動態破壞過程及更為復雜的工況進行模擬研究，主要研究對象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過LS-DYNA中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來模擬上述材料在中高、高應變率荷載作用下裂紋擴展及損傷規律，試件往往采用的是均質模型。

此處采用B-K準則定義斷裂能，其表達式如下： 其中GS = Gs+Gt，GT = Gn + GS，且η為cohesive特性參數，設置時僅需指定參數GCn、GCs與η。 損傷因子d的軟化行為包括線性軟化和指數軟化，兩類軟化方式見圖3。

對模型進行材料指定，對骨料、砂漿、ITZ分別設置對應密度、楊氏模量及泊松比，同時設置損傷參數，并對模型進行網格劃分。 模型下表面設置為固定約束，上表面指定位移，模擬混凝土試塊受壓狀態，提交計算完成研究。

圖3 時間-位移加載曲線2.II-a漿錨連接部分處理2.1彈簧-梁模型介紹“彈簧-梁單元”;模型忽略掉代表砂漿的塊體單元，砂漿力學影響由彈簧-梁單元形成“彈簧-梁單元體系”取代“彈簧-梁單元體系”;的梁單元一方面實現垂直套筒方向剪力傳遞，另一方面實現砂漿與鋼筋及混凝土的粘結；“彈簧-梁單元體系”的彈簧單元在梁單元失效后限制砂漿與鋼筋及混凝土的滑移運動，有效的模擬了漿錨連接發生強度破壞后鋼筋與混凝土的滑移脫離現象

為各個部件分別設置材料，如水泥砂漿及界面過渡區ITZ均可采用混凝土損傷塑性材料參數，這里使用EasyCDP插件快速設置CDP材料屬性。 將混凝土細觀中的骨料、砂漿、ITZ部件進行裝配，插件建模時已將各部件的位置進行了對齊，因此裝配后無需再次移動。

插件采用參數化建模的方式，可指定的參數有試件的尺寸、四種粒徑范圍、每種粒徑的投放個數、多面體的面數以及過渡區的厚度等參數。插件以分圖層的方式對模型中不同的部件進行繪制，可方便導入有限元軟件后進行材料賦值、網格劃分等批量管理。

可設置生成球體的最小粒徑(D_min)及最大粒徑(D_max)，即球體尺寸的分布范圍，球體占整個長方體試件的比例(Ratio)，界面過渡區的厚度(ITZ)，以及超時終止參數(Time)。 模型可分為砂漿基體、界面層、球體骨料三相材料。

三維重建的混凝土細觀模型包括粗骨料、砂漿基體雙相材料。 由于在混凝土中粗骨料強度遠高于砂漿部分，混凝土在發生破壞時粗骨料一般不斷裂，因此模型中僅對砂漿部分設置混凝土損傷塑性（Concrete Damaged Plasticity）材料參數。

在AutoCAD內將粗骨料及砂漿基體部件分別導出為iges格式文件后，以部件的形式導入到Abaqus軟件內。 對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度的材料參數。

幾何模型包括水泥砂漿、粗骨料、砂漿骨料界面過渡區（ITZ）及隨機分布于水泥砂漿內的微裂紋毛細管網四部分，旨在探究通過多插件聯合創建復雜模型的可行性。 多邊形骨料混凝土細觀模型通過CAD隨機多邊形插件2D專業版參數化建模生成。

由于開裂位移很難測定，本文通過斷裂能參數 來表示位移參數，斷裂能與開裂位移的關系如下：2.3 輕骨料混凝土單軸受壓數值模擬輕骨料混凝土受壓模擬破壞結果如圖4所示，本文模擬得到的輕骨料混凝土應力應變曲線與王振宇等人開展的輕骨料混凝土試驗結果進行對比，如圖5所示。

論文中建立的二維纖維增強混凝土模型包含粗骨料、砂漿、纖維、骨料與砂漿的界面過渡區、纖維與砂漿的界面過渡區在內的多相材料，且混凝土砂漿中包含隨機分布的孔隙。

CAD模型處理完成后，將骨料、ITZ、砂漿圖分別另存為dxf格式文件，并以草圖的形式導入到ABAQUS內，然后在ABAQUS中使用導入的草圖建立相應的部件。 將各部件裝配，并采用EasyCDP Mortar&ITZ插件設置砂漿及ITZ的混凝土損傷塑性材料參數。

關于SHPB數值模擬的研究已較為深入，模擬優勢主要在于可通過修正參數使模擬結果與實際一致，以此為基礎對材料的動態破壞過程及更為復雜的工況進行模擬研究，主要研究對象主要分為混凝土、巖石、金屬、陶瓷等材料，并通過LS-DYNA中的RHT、HJC、JC、K&C、CSC等材料模型來模擬上述材料在中高、高應變率荷載作用下裂紋擴展及損傷規律，試件往往采用的是均質模型。

應用案例 三維多面體骨料混凝土抗壓模擬—— 基于EasyCDP生成20 MPa砂漿基體材料模型，分析骨料分布對力學性能影響。

ABAQUS模型重建完成后，在屬性里建立骨料、砂漿、ITZ材料參數，并替換截面內原有的空材料，這里砂漿及ITZ可使用EasyCDP插件直接生成混凝土損傷塑性材料，由于不考慮骨料的損傷破壞，因此不必設置骨料的損傷參數。 將混凝土細觀部件進行裝配，添加分析步，并在載荷中設置受壓載荷。

混凝土細觀模型 構建骨料、砂漿、界面過渡區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，骨料多邊形形狀及邊數可通過參數進行定義；界面過渡區（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

模型說明插件建立的模型包含外側砂漿長方體基體，端彎鉤纖維，多面體骨料三部分，三部分分圖層繪圖，方便批量操作。模型可導入有限元軟件內，實現三維纖維混凝土、鋼纖維、彎曲纖維、端鉤纖維、多面體骨料等模型的構建。ANSYS Workbench LS-DYNA端鉤纖維及多面體骨料模型。

結合了參數化建模的思想，提出球形骨料生成算法，在此基礎上進一步提出多面隨機剖切算法,生成了隨機凸型多面體骨料模型。同時,采用干涉判別算法,分別對球形骨料和多面體骨料進行了投放試驗，形成包含骨料、砂漿、過渡區在內的三相混凝土模型。多面體骨料投放算法采用嚴格的空間三角網格碰撞數學運算,且提高了骨料體積含量。通過重力堆積算法，模擬混凝土中骨料的排列和分布情況。