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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。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。

ABAQUS三維多面體骨料密堆積建模通過重力堆積算法構(gòu)建混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)隨機分布模型與實際骨料沉降行為的偏差，更精準(zhǔn)反映骨料在混凝土中的分布特征，可實現(xiàn)高骨料占比下的力學(xué)響應(yīng)模擬，為混凝土損傷機理研究、材料參數(shù)標(biāo)定及多尺度耦合分析提供可靠依據(jù)。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維混凝土多面體骨料重力密堆積模型。

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(xì)觀混凝土模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)進(jìn)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。

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(xì)觀模型。

混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)對其宏觀力學(xué)性能具有決定性影響。界面過渡區(qū)（ITZ）作為骨料與水泥基體間的薄弱相，顯著影響混凝土的力學(xué)行為與耐久性。在ABAQUS中構(gòu)建含界面過渡區(qū)的多面體骨料密堆積3D模型，能夠真實反映混凝土細(xì)觀非均質(zhì)特性，精確模擬骨料形態(tài)、分布及界面行為對材料性能的影響機制。

混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)對其宏觀力學(xué)性能具有決定性影響。界面過渡區(qū)（ITZ）作為骨料與水泥基體間的薄弱相，顯著影響混凝土的力學(xué)行為與耐久性?；贏NSYS軟件構(gòu)建含界面過渡區(qū)的多面體骨料密堆積3D模型，可有效表征混凝土細(xì)觀非均質(zhì)特性，精確模擬骨料形態(tài)、分布及界面行為對材料性能的影響機制。

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。

本文基于COMSOL Multiphysics有限元軟件，構(gòu)建含ITZ的多面體骨料密堆積三維細(xì)觀模型，有效表征混凝土的非均質(zhì)特性，準(zhǔn)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(shè)計及提升結(jié)構(gòu)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(xì)觀幾何模型。

本案例通過CAD隨機多面體3D插件建立隨機分布的混凝土再生粗骨料模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)，通過對再生骨料及普通骨料的設(shè)置，進(jìn)行再生混凝土的軸壓力學(xué)研究。

研究進(jìn)展在Abaqus內(nèi)建立混凝土細(xì)觀模型，如鋼纖維混凝土、不干涉球體骨料、多面體骨料模型等，是進(jìn)行混凝土性能研究的主流方法之一。而在進(jìn)行Abaqus混凝土細(xì)觀模擬時，隨機骨料及隨機纖維等幾何模型的構(gòu)件是主要的難點所在。為了在Abaqus內(nèi)建立混凝土模型，有學(xué)者采用Abaqus命令的方式，但這需要有一定的程序設(shè)計基礎(chǔ)，并且需要反復(fù)改參、調(diào)試，極為不便。

有限元模型插件生成的幾何模型支持Comsol、ANSYS、Abaqus、Fluent、LS_DYNA、HFSS等多款有限元軟件，以下僅為細(xì)觀混凝土骨料砂漿ITZ三相材料的部分樣圖：ANSYS隨機骨料及過渡區(qū)ITZAbaqus細(xì)觀混凝土隨機多面體骨料及過渡區(qū)ITZComsol細(xì)觀混凝土骨料砂漿過渡區(qū)ITZ樣圖下載隨機多面體ITZ樣圖.rar說明提醒插件免安裝

模型采用CAD隨機多面體3D插件建立并導(dǎo)入ANSYS軟件。在ANSYS內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格劃分。ANSYS隨機多面體骨料模型，采取精確的干涉判斷，采用多面體相交判別程序，不同于常見的球體干涉，本程序可達(dá)到更好的隨機度，以實現(xiàn)大粒徑與小粒徑的匹配度。

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(xì)觀模型、隨機骨料、圓柱試件混凝土細(xì)觀模擬等方面。

在三維混凝土細(xì)觀模型的構(gòu)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(nèi)的粗骨料，部分學(xué)者采用的三維模型較多是把骨料簡化為球形來進(jìn)行建模，而在混凝土中，骨料多為不規(guī)則的多面體形式，這就使得模型與實際產(chǎn)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。

ABAQUS彎曲纖維混凝土細(xì)觀。 COMSOL端部彎鉤纖維、鋼纖維、三維骨料混凝土。 參數(shù)說明試件參數(shù)：長度、寬度、高度。骨料參數(shù)：最小粒徑、最大粒徑、骨料面數(shù)、骨料個數(shù)。纖維參數(shù)：纖維控制參數(shù)如圖所示，d為纖維的直徑。

插件建立的圓柱容器內(nèi)多面體密堆積模型及界面層部件可導(dǎo)入到ABAQUS、COMSOL、ANSYS、LS-DYNA、HFSS等有限元仿真軟件中進(jìn)行幾何建模及后續(xù)模擬，如三維混凝土細(xì)觀模型中的多面體骨料及界面過渡區(qū)ITZ部件。

模型也可導(dǎo)入ANSYS、ABAQUS、COMSOL、LS-DYNA等有限元軟件，進(jìn)行三維多面體骨料堆積及ITZ界面過渡區(qū)的混凝土細(xì)觀建模，插件內(nèi)置的幾何優(yōu)化算法可確保模型在有限元軟件內(nèi)實現(xiàn)高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分。

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(jìn)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(xì)觀模型等。