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在ANSYS Workbench內建立隨機圓形骨料混凝土細觀模型可采用CAD隨機圓形骨料插件V2.0實現，在插件內設置模型參數，運行即可自動在Auto CAD內完成模型草圖繪制。插件可支持設置骨料粒徑滿足截斷正態分布等分布模式，可控制骨料比例、間距，以滿足不同的級配要求，以及設定界面過渡區有無及厚度。

混凝土在細觀層面上由水泥砂漿、粗骨料和界面過渡區（ITZ）組成，在Abaqus內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關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，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。

插件介紹 AbyssFish_RandomCircleAggregate2D V4.0 插件可在Abaqus內參數化生成隨機分布的圓形骨料及界面過渡區部件。插件可用于構建二維混凝土細觀模型，可指定模型的尺寸、圓形骨料的分布、界面層厚度等信息。

適用范圍插件的適用范圍廣泛，可用于但不局限于隨機圓形骨料混凝土的幾何模型建立，凡是幾何圖形類似的都有適用的可能性，以下介紹插件的幾個具體適用實例。混凝土細觀力學模擬：用于研究混凝土細觀狀態下的力學性能、開裂模式等。離子滲透研究：研究不同材料滲透特征下的離子滲透路徑、滲透模式。滲流研究：用于研究介質中含有不透水材料下的滲流等。

三維骨料填充模型2.1 纖維填充模塊 用于在長方體邊界內隨機填充纖維，可控制纖維長度在某一范圍內變化，同時可控制纖維間的最小間距。圖2.1 三維纖維填充模塊2.2 圓柱骨料填充模塊 用于在長方體邊界內隨機填充圓柱骨料，可控制骨料長度在某一范圍內變化，同時可控制圓柱骨料間的最小間距。

隨機性：填充的圖形位置必須是隨機的，以模擬材料內部的隨機分布。同時，可以考慮形狀的隨機性，例如全部為圓形、全部為正方形或混合形狀，并且大小也可以隨機變化。二、保障填充率為了保障填充率，我們可以采用累加的方法來確定是否超過全部圖形的比例。具體步驟如下： 初始化一個變量來記錄已繪制的圖形面積。 在每次生成一個圖形后，將其面積累加到該變量中。

方法二：將顆粒增強復合材料中的增強材料（骨料）假設為圓形、橢圓形或正多邊形顆粒；該模型可考慮骨料的含量、隨機分布和級配，但是由于骨料的形狀為固定形狀（與實際相差太遠），無法體現不同骨料之間的形狀特點的隨機性。 方法三：將顆粒增強復合材料中的骨料結構考慮為隨機多邊形，該模型可較好的考慮骨料的含量、隨機分布、級配和骨料形狀的隨機性。

三維隨機纖維-球體骨料細觀混凝土模型——四相（砂漿、骨料、ITZ和纖維）組分的復合混凝土模型組成效果和仿真效果如下。 在前邊的三維隨機球體模型中，投放骨料的思路十分簡單，只需要使用python代碼隨機生成一個球體特征數據，再與已存儲的球體數據進行判斷（判斷球心距與兩球體半徑之和）即可。

插件介紹 CAD隨機多邊形插件2D專業版可在AutoCAD內建立隨機分布的帶有界面層的多邊形二維模型。 模型說明 插件支持建立長方形及圓形兩種試件類型，可設置長方形的長度、寬度或圓形的直徑參數。

方法二：將顆粒增強復合材料中的增強材料（骨料）假設為圓形、橢圓形或正多面體顆粒；該模型可考慮骨料的含量、隨機分布和級配，但是由于骨料的形狀為固定形狀（與實際相差太遠），無法體現不同骨料之間的形狀特點的隨機性。 方法三：將顆粒增強復合材料中的骨料結構考慮為隨機多面體，該模型可較好的考慮骨料的含量、隨機分布、級配和骨料形狀的隨機性。

8、方法生成不干涉隨機幾何-圓球9、三維混凝土隨機骨料投放算法10、基于Matlab的二維與三維隨機裂隙生成二維隨機裂隙生成三維11、基于蒙特卡羅法的二維隨機裂隙模擬Matlab12、CAD多邊形隨機骨料繪制程序 V2.2可用于生成多邊形隨機骨料的dwg文件，圖形可進一步導入abaqus、comsol等有限元仿真模擬軟件。

源碼類混凝土隨機骨料模型（Python源碼） https://www.yqgqt.org.cn/post/1193620三維隨機骨料模型（MATLAB源碼） https://www.yqgqt.org.cn/post/1193922 ABAQUS插件ABAQUS混凝土隨機圓形骨料生成插件 https://www.yqgqt.org.cn

作者：水哥ANSYS來源：本文源于ANSYS結構院，上海安世亞太授權轉載 隨機分布在材料微觀力學分析中扮演著重要角色，例如混凝土骨料力學、新型材料纖維力學分析等內容，提及隨機分布，更多的同學可能會聯想到采用第三方軟件如Matlab來生成，并導入ANSYS計算，其實ANSYS本身自帶隨機分布功能，只是功能略有限制。

CAD隨機圓形骨料插件 V2.0 https://www.yqgqt.org.cn/post/1851750

插件介紹AbyssFish – Random Polyhedron Aggregate 插件可在Abaqus軟件內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域、三種尺寸的粒徑分布范圍、多面體面數、各尺寸骨料的數量等信息，同時可控制骨料間的最小間距及插件的運行時間控制。

在三維混凝土細觀模型的構建過程中，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，骨料多為不規則的多面體形式，這就使得模型與實際產生一定的差異。 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。

圖1.4 二維圓形骨料填充模塊(圓形邊界)1.3.3 雙層圓形骨料填充模塊 用于在矩形邊界內填充雙層圓形骨料，每一種尺寸骨料可帶一個偏置層（如指定0，則表示不附加偏置層）。圖1.5 二維雙層圓形骨料填充模塊2. 三維骨料填充模型2.1 纖維填充模塊 用于在長方體邊界內隨機填充纖維，可控制纖維長度在某一范圍內變化，同時可控制纖維間的最小間距。

在ANSYS內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、級配等參數，是三維混凝土細觀有限元仿真模擬的關鍵。

可以指定是否具有周期性（Periodic），如果不勾選Periodic，則所有骨料都位于容器內部；若Periodic選項被勾選，則骨料會被邊界切割，并成周期性分布。</p><p>Cylinder：圓柱體容器，旋轉軸為Z軸，其底面端面的中心為（0, 0, 0），頂部端面的中心為（0, 0, height），旋轉半徑為Radius。

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