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<p>顆粒密堆積模型可在有限元中模擬堆積的顆粒材料，用于地質(zhì)力學(xué)、混凝土、材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究。本案例采用CAD顆粒密堆積2D插件，建立模擬重力堆積的圓形顆粒模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的力學(xué)模擬。

在ABAQUS內(nèi)建立隨機(jī)球體顆粒的重力密堆積模型，可以模擬自然界中顆粒物質(zhì)在重力作用下的自然堆積情況，進(jìn)而對(duì)模型進(jìn)行其他方面的模擬研究。本案例介紹如何在ABAQUS內(nèi)建立球體密堆積模型。 首先采用CAD球體密堆積3D插件V2.0版本，在CAD內(nèi)建立堆積的球體及外側(cè)基體模型。

二、最密堆積問題的應(yīng)用場景堆積問題是研究晶體結(jié)構(gòu)、液體結(jié)構(gòu)、非均勻材料結(jié)構(gòu)等凝聚態(tài)物質(zhì)系統(tǒng)的重要模型。除了單分散顆粒外，多分散顆粒的密堆積在實(shí)際應(yīng)用中更加廣泛。顆粒體系在不同顆粒直徑分散性下會(huì)表現(xiàn)出不同的密堆積填料分?jǐn)?shù)，這就帶來了顆粒級(jí)配問題。在各類工業(yè)領(lǐng)域，顆粒材料的級(jí)配對(duì)于產(chǎn)品的性能有著至關(guān)重要的影響。優(yōu)化顆粒級(jí)配以達(dá)到緊密堆積，不僅可以提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和耐久性，還能顯著降低成本。

插件簡介 CAD顆粒密堆積2D插件可用于生成二維狀態(tài)下重力堆積的隨機(jī)顆粒。插件可指定投放區(qū)域、顆粒的粒徑范圍、顆粒間的間距、顆粒個(gè)數(shù)等信息，同時(shí)可模擬顆粒彈性及摩擦摩擦系數(shù)。 插件采用物理引擎對(duì)顆粒行為進(jìn)行模擬，可實(shí)現(xiàn)顆粒在力場作用下的堆積、以及顆粒間的碰撞等。

為解決當(dāng)前混凝土細(xì)觀模型中骨料分布不合理及粗骨料占比偏低等問題，本文提出采用重力堆積算法構(gòu)建三維多面體粗骨料細(xì)觀混凝土模型，并在此基礎(chǔ)上采用ABAQUS進(jìn)行受壓試驗(yàn)的數(shù)值模擬。該方法能夠更準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)實(shí)際工程中混凝土試件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，對(duì)于細(xì)觀尺度下混凝土材料參數(shù)的標(biāo)定及損傷機(jī)理研究具有重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立球體重力密堆積三維模型，模型采用圓柱體試件，包含界面過渡區(qū)ITZ部件，可用于超高骨料占比的混凝土細(xì)觀幾何建模。 圓柱體試件內(nèi)的球體密堆積及ITZ等部件采用CAD球體密堆積_圓柱體試件3D插件在AutoCAD軟件內(nèi)參數(shù)化建模生成。插件可設(shè)置三組粒徑范圍的球體顆粒，并可指定每組粒徑的占比。

在ABAQUS內(nèi)建立纖維在重力作用下的堆積模式有助于深入理解自然和人造纖維系統(tǒng)中的堆積機(jī)制。這對(duì)于優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)、提高材料性能至關(guān)重要。本案例介紹如何在ABAQUS內(nèi)建立圓柱體纖維重力堆積三維模型。

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(jī)分布模型與實(shí)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(shí)現(xiàn)高骨料占比下的力學(xué)響應(yīng)模擬，為混凝土損傷機(jī)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。

近期很多人私信我用ABAQUS軟件模擬土塊堆積，需要用到顆粒DEM和FEM聯(lián)合仿真，本期進(jìn)行顆粒建模過程展示。

ABAQUS多邊形顆粒及ITZ重力堆積模型： COMSOL多邊形顆粒（含界面層）密堆積： ANSYS Workbench多邊形堆積填充模型： 使用須知 1、插件使用需注冊(cè)，售價(jià)為單機(jī)許可價(jià)格； 2、插件兼容Windows系統(tǒng)，運(yùn)行需要安裝AutoCAD

兩批顆粒共同占據(jù)滾筒內(nèi)部體積的不足一半（即填充度小于0.5）。本示例中的整個(gè)模型均受重力加載。相互作用?考慮了兩種不同的顆粒間接觸條件：石灰石顆粒間的非粘附性接觸和聚乙烯顆粒間的粘附性接觸。顆粒與滾筒間的接觸是非粘附性的。顆粒間接觸的摩擦系數(shù)為0.35。顆粒與滾筒壁間接觸的摩擦系數(shù)為0.3。Abaqus建模方法和模擬技術(shù)?對(duì)于此分析，假設(shè)滾筒為剛體。

在空間中生成剛性顆粒（注意是剛性顆粒）有下列幾種方法： 1.修改關(guān)鍵字，構(gòu)建粒子生成器模型生成隨機(jī)分布剛性顆粒 2.使用python語言直接在ABAQUS中生成顆粒，并進(jìn)行剛體綁定，使其成為剛性顆粒，或者直接生成解析剛體或離散剛體。 方法1生成顆粒的隨機(jī)性較好，操作簡單。

為實(shí)現(xiàn)隨機(jī)顆粒模型的代碼編寫，我們分3步進(jìn)行： ? 首先通過錄制獲得ABAQUS中建模的相關(guān)代碼。 ? 然后修改相應(yīng)代碼，刪除無用代碼，實(shí)現(xiàn)代碼的參數(shù)化。 ? 最后在代碼中添加循環(huán)和干涉判斷，實(shí)現(xiàn)多個(gè)顆粒的隨機(jī)投遞。

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(shí)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(duì)材料性能的影響機(jī)制。該研究為揭示混凝土損傷演化規(guī)律提供理論支撐，對(duì)優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、提升結(jié)構(gòu)耐久性具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值與工程應(yīng)用前景。

ABAQUS三維多面體重力堆積模型。 ANSYS Workbench LS-DYNA多面體3D密堆積。 COMSOL多面體顆粒堆積填充。

應(yīng)用場景 插件建立的多面體堆積模型可用于科研論文繪圖渲染。 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(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分。

插件介紹 CAD多面體密堆積_圓柱體試件3D插件可在AutoCAD內(nèi)基于重力堆積算法在圓柱體容器內(nèi)進(jìn)行多面體的密堆積三維建模。 插件采取堆積可視化交互界面，可觀察多面體顆粒的堆積動(dòng)態(tài)，并可采用鼠標(biāo)進(jìn)行多面體位置的局部微調(diào)。