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精細點做的話就需要考慮礦物，這樣我們會認為礦物內(nèi)部是一個均勻的整體，這樣的話就需要對巖石內(nèi)部的區(qū)域進行劃分，規(guī)定每種礦物成分的區(qū)域，然后用顆粒進行填充模擬。 本文主要目的是將區(qū)域進行隨機多邊形劃分，并且往其中填充顆粒。使用到的技術(shù)主要是rblock中的merge命令。

插件采用嚴格的多邊形干涉判別算法，相較于傳統(tǒng)的外接圓形相交判別可實現(xiàn)更高的多邊形占比，及生成更為合理的多邊形分布；插件具有精美的UI界面及生成進度提示條，可直觀查看建模狀態(tài)；生成的CAD隨機多邊形模型可快速導(dǎo)入COMSOL、ABAQUS、ANSYS、LS-DYNA、Fluent等有限元軟件內(nèi)，用于混凝土細觀模型、隨機多邊形顆粒分布的力學(xué)、滲流、傳熱等多領(lǐng)域有限元仿真模擬分析。

方法二：將顆粒增強復(fù)合材料中的增強材料（骨料）假設(shè)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(xiàn)不同骨料之間的形狀特點的隨機性。 方法三：將顆粒增強復(fù)合材料中的骨料結(jié)構(gòu)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。

本案例在ABAQUS內(nèi)建立隨機多邊形骨料模型，并設(shè)置界面過渡區(qū)部件，采用CDP材料建立骨料、砂漿、ITZ三相混凝土細觀模型，并研究模型的軸壓破壞情況。 混凝土細觀模型采用CAD隨機多邊形顆粒插件建模生成，將插件生成的CAD文件按照不同圖層內(nèi)容分三份以草圖的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。

隨機骨料模型 混凝土、瀝青混合料等顆粒增強復(fù)材料的級配及骨料含量顯著影響其宏觀力學(xué)特性。為了最優(yōu)化混凝土、瀝青混合料等顆粒增強復(fù)材料的力學(xué)性能，對其細觀結(jié)構(gòu)開展數(shù)值模擬仿真分析，開展級配優(yōu)化設(shè)計和研究具有重要的意義。而建立包含隨機形狀，隨機尺寸和隨機位置的骨料顆粒是進行顆粒增強復(fù)合材料力學(xué)性能數(shù)值模擬分析的前提和基礎(chǔ)。

0 引言 前兩天發(fā)了【PFC6.0】隨機多邊形區(qū)域劃分及顆粒填充 的文章后，公眾號后臺收到了一些同學(xué)的留言。介紹了在PFC高版本軟件中，可以直接使用泰森多邊形進行rblock的生成。 于是乎我就趁這機會也升了一下目前使用的版本。上個文章采用的是PFC6.0.13，本文章采用PFC6.0.30進行測試。

</p><p><strong>指定顆粒集配及比例：</strong>插件允許您根據(jù)具體需求，指定三組隨機多邊形骨料的粒徑大小范圍和比例，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。</p><p><strong>豐富的模型組成：</strong>生成的二維混凝土細觀模型包括砂漿區(qū)域、多邊形骨料和界面過渡區(qū)（ITZ），為您提供了一個完整的混凝土微觀結(jié)構(gòu)模型。

本研究將概率密度演化理論 (Li & Chen 2009, Chen et al. 2016, Li & Wang 2022) 應(yīng)用于巖土工程領(lǐng)域，與精細化確定性離散元分析技術(shù)相結(jié)合，提出了一類分析顆粒材料隨機力學(xué)行為的非侵入式隨機離散元方法。工作概述 本研究建立的針對顆粒材料隨機力學(xué)行為分析的 隨機離散元方法框架 大致分為 4 個步驟： 1.

ABAQUS二維隨機多邊形骨料及界面過渡區(qū)（ITZ）的混凝土細觀建模研究，可有效揭示混凝土內(nèi)部多相復(fù)合結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)機理。該模型能夠真實反映骨料隨機分布特征及ITZ對裂縫萌生與擴展的影響，為準(zhǔn)確模擬混凝土損傷演化過程、預(yù)測宏觀力學(xué)性能提供理論基礎(chǔ)，對提升混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與安全性具有重要意義。

在上面單顆粒參數(shù)化模型基礎(chǔ)上，添加循環(huán)并隨機生成顆粒中心坐標(biāo)，即可實現(xiàn)隨機多顆粒的生成。

插件介紹 CAD隨機球體顆粒&過渡區(qū)3D插件可用于在AutoCAD軟件內(nèi)生成隨機分布的球體及球體外側(cè)過渡區(qū)部件，適用于科研繪圖、有限元建模等方面的應(yīng)用。

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。

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。

插件簡介 CAD隨機球體顆粒-中空圓柱分布插件可在AutoCAD軟件內(nèi)實現(xiàn)中空圓柱試件及內(nèi)部隨機球體的參數(shù)建模功能，插件可指定中空圓柱試件的外徑、內(nèi)徑、高度，及球體的分布參數(shù)。 插件可控制隨機球體之間的最小間距，以確保隨機球體間不會發(fā)生干涉，當(dāng)球體最小間距設(shè)置為負數(shù)時，球體間可能會發(fā)生相交。

本案例建立包含隨機多邊形粗骨料、界面過渡區(qū)（ITZ）及水泥砂漿在內(nèi)的細觀混凝土梁二維模型，對混凝土梁在三點彎曲工況下進行有限元模擬，展示混凝土梁跨中部位的裂縫發(fā)展情況。 在Abaqus CAE軟件內(nèi)，采用AbyssFish RandomPolygon2D V2.0插件建立多邊形粗骨料、實體界面過渡區(qū)、水泥砂漿三部件混凝土細觀模型。

插件介紹 CAD多邊形密堆積2D插件可在AutoCAD內(nèi)建立模擬重力堆積狀態(tài)的隨機多邊形顆粒及界面過渡區(qū)（ITZ）模型。 模型可分為多邊形顆粒、界面過渡區(qū)（ITZ）、長方形試件三部分，各部分在CAD內(nèi)分圖層繪制，可批量刪除或?qū)С觥?/div>