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模型構(gòu)建1、CAD模型生成首先采用CAD隨機球體顆粒插件在AutoCAD內(nèi)構(gòu)建三維球體幾何模型：插件可指定生成隨機分布的不相交的球體顆粒，同時生成與球體顆粒裝配的帶有孔洞的長方體基體。同時對顆粒的粒徑大小、比例等都能進行控制。將生成的三維球體幾何模型導(dǎo)出為.sat格式文件備用。

2.建模方法 目前對于三維隨機骨料模型，主要有以下三種建模方法： 方法一：將顆粒增強復(fù)合材料結(jié)構(gòu)離散為體素模型，根據(jù)骨料含量模型中的一部分單元被假設(shè)為增強材料（骨料），另一部分單元作為基體材料（水泥、瀝青、樹脂等），該模型可用于研究骨料含量對材料力學(xué)性質(zhì)的影響。

CAD樣圖在購買插件前可查看下列插件生成的CAD三維球體及孔隙基體的樣圖，并可嘗試樣圖導(dǎo)入有限元軟件的情況，如無問題可購買。樣圖參數(shù)如下：三維隨機球體及孔隙材料樣圖CAD文件.rar

在ANSYS Workbench內(nèi)建立隨機球體及ITZ界面層混凝土細觀模型可采用CAD隨機球體顆粒&過渡區(qū)3D插件建模后將模型導(dǎo)入。 在插件內(nèi)設(shè)置好模型參數(shù)后運行，插件會自動完成隨機球體、界面過渡區(qū)、基體模型的建立。插件已將不同部件分圖層進行建模，將模型整體導(dǎo)出為IGES格式文件。

圖2 顆粒建模示意圖 隨機模型 然后要做的就是創(chuàng)建顆粒的循環(huán)生成，將三種不同直徑的顆粒循環(huán)生成，此時顆粒的半徑已知，因此設(shè)置顆粒的圓心位置隨機，實現(xiàn)顆粒的隨機分布。為了避免顆粒之間發(fā)生相互的干涉，既避免生成的圓形之間發(fā)生重疊情況，在此基礎(chǔ)上需要添加判斷，成為隨機顆粒圓心位置的限制條件。

<p>內(nèi)含4種隨機投放模型：</p><p>1、基體為圓柱，隨機投放的兩種半徑范圍的實心顆粒</p><p>2、基體為圓柱，隨機投放空心有厚度球體，球體半徑固定</p><p>3、三維大小隨機、位置隨機球體投放，基體為四面體</p><p>4、隨機大小、位置、傾斜角的正六邊形（可設(shè)置倒角，不干涉）投放，基體為正四邊形</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">球體之間互不干涉

建模教程首先采用CAD隨機多面體&過渡區(qū)3D插件進行模型的構(gòu)建，模型構(gòu)建時只需要設(shè)置好相應(yīng)的建模參數(shù)，插件會自動在AutoCAD軟件內(nèi)建立起隨機分布的三維多面體與界面過渡區(qū)（ITZ）模型，隨機多面體及界面過渡區(qū)的厚度等模型參數(shù)均可指定。

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(dǎo)入ABAQUS內(nèi)進行多相材料的指定。 在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD隨機多面體&過渡區(qū)3D V1.0插件建立隨機投放的多面體骨料、界面過渡區(qū)(ITZ)部件及水泥砂漿基體三維模型。

在COMSOL中可采用CAD模型導(dǎo)入的方式實現(xiàn)隨機裂紋或是纖維材料的建模。首先需要在CAD內(nèi)生成所需的三維纖維模型，這里用到了CAD_隨機纖維3D插件。模型建立如下圖所示。注意這里的纖維采用的是線，而非實體。將長方體基體導(dǎo)出為.sat文件，同時將刪除基體后的線狀纖維另存為.dwg文件。

下面是通過該方法建立的Abaqus隨機幾何模型。插件介紹本插件可以生成多種形式的隨機三維幾何，用于Abaqus混凝土模型的建立，也可用于再生骨料混凝土、泡沫混凝土、加氣混凝土等方面。理論上講，只要幾何存在相似性，可進行模型簡化的，均可采用這種方式進行建模。插件的詳細介紹及下載見下方鏈接：CAD隨機幾何3D插件

建模所用到的插件：CAD_隨機三維纖維插件

然而，囿于顆粒材料確定性離散元精細化建模與分析 (O'Sullivan 2011, Liu et al. 2022, 2023) 的復(fù)雜性和高昂計算成本，傳統(tǒng)方法難以對其進行隨機力學(xué)行為的精細化分析。

插件介紹AbyssFish_RandomSphere3D V2.0 插件可在Abaqus內(nèi)參數(shù)化生成隨機分布的球體部件及與之適配的多孔長方體部件。插件可用于構(gòu)建球體骨料混凝土細觀、隨機彈丸、泡沫混凝土、多孔結(jié)構(gòu)模型等，可設(shè)置模型的尺寸、球體的粒徑分布、球體比例等參數(shù)。

CAD隨機粗糙度表面插件，在插件內(nèi)設(shè)置模型的參數(shù)信息后，運行插件即可在AutoCAD內(nèi)建立三維隨機起伏的地層模型。

小編在前一篇文章中給大家分享了一種建立三維隨機骨料模型https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1850204的方法。本期小編將給大家?guī)矶S隨機骨料模型的建模方法。 2.

案例演示【二維顆粒細觀模型中嵌入纖維】細觀骨料模型由POLARIS_MesoConcrete插件生成，顆粒含量50%；在ZZ-Blank集合中嵌入2種纖維，左上角圖中纖維數(shù)量共計150個，且纖維之間不能相交；右上角中纖維之間能相交；左下角圖中纖維角度在30~60度之間隨機變化；右下角圖中纖維能相交，數(shù)量共計600個。

插件簡介 CAD隨機多面體3D插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)生成三維隨機多面體模型，實現(xiàn)三維多面體的隨機分布，同時可生成與多面體相適配的長方體帶孔洞基體。 應(yīng)用范圍 插件生成的隨機分布多面體模型可導(dǎo)入到ANSYS、Ls-Dyna、ABAQUS、COMSOL、Fluent等有限元軟件進行裝配操作，用于模擬三維隨機分布的多面體骨料顆粒，實現(xiàn)三維混凝土細觀模型等。

三維球體骨料模型的構(gòu)建采用CAD隨機球體顆粒&過渡區(qū)插件。 CAD隨機球體顆粒&過渡區(qū)插件 https://www.yqgqt.org.cn/post/1916053 2.1 骨料及分布參數(shù) 在混凝土試件中，骨料的各種參數(shù)通常是隨機的。

_圓柱試件3D插件 https://www.yqgqt.org.cn/post/1925224CAD工程骨料隨機立方體球體插件 https://www.yqgqt.org.cn/post/1928192CAD隨機銹坑_中空圓柱試件插件 https://www.yqgqt.org.cn/post/1928671CAD多面體骨料及端鉤纖維3D建模插件 https://www.yqgqt.org.cn

插件介紹CAD隨機多面體_圓柱試件3D插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)生成隨機三維多面體及外側(cè)圓柱體試件。插件可確保多面體之間不發(fā)生干涉，且多面體與外側(cè)圓柱體試件之間保持適配關(guān)系，確保生成的模型導(dǎo)入有限元軟件后幾何合理有效。本插件主要可應(yīng)用于三維混凝土細觀模型、隨機骨料、圓柱試件混凝土細觀模擬等方面。