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在前面的視頻中已經(jīng)有了三維隨機球體骨料的細觀模型建立方法和靜力抗壓仿真分析的方法（課程封面如圖）。 簡單三維球體細觀模型的課程已更新一年半有余，后臺私信和留言中有不少同學咨詢“怎么添加纖維/有沒有纖維混凝土的模型”，由于之前一直在忙著干其他的事情，最近心血來潮，那么今天就寫了這個帖子，分享自己關于在三維細觀混凝土模型中添加纖維的一些思路和腳本建立方法。

本模擬旨在深入探究 UHPC 加固混凝土梁在三點彎加載下的力學響應和裂縫擴展規(guī)律。2、 模型建立（1） 幾何模型根據(jù)實際試驗情況，建立混凝土梁和 UHPC 加固層的幾何模型。混凝土梁尺寸為長度 1000 mm、寬度120 mm、高度 200 mm，UHPC 加固層厚度為 10 mm，裂紋長度為80mm。在 Abaqus 的 Part 模塊中分別創(chuàng)建梁和加固層的三維實體部件。

為控制細觀混凝土模型在ABAQUS三維重建后的總單元數(shù)量，通過BatchImageResizer批量圖像縮放軟件對混凝土切片掃描圖像降低分辨率。

由于骨料形態(tài)的復雜性和空間分布的隨機性，建立一個能反映混凝土實際骨料級配、含量及其形態(tài)的隨機骨料模型并進行有限元分析，是深入解釋混凝土損傷機理的關鍵，也為研究混凝土性能提升提供了高效的方向指導。本文通過使用CAD插件實現(xiàn)Abaqus的模型構建，建立包含球形、凸型多面體（碎石）骨料，并考慮了界面層的三維混凝土細觀隨機模型，并對骨料的空間分布進行探討。

纖維混凝土作為土木工程領域常用的復合材料具備良好的抗裂性及抗沖擊性能，纖維混凝土在荷載下的破壞行為及本構關系對其應用范圍具有重要影響。本案例通過AutoCAD隨機三維纖維插件建立隨機投放的圓柱體纖維模型，并將模型導入ABAQUS內(nèi)，通過混凝土損傷塑性力學模型，研究沖擊荷載作用下鋼纖維混凝土的破壞情況。

本案例介紹在COMSOL內(nèi)基于立方體混凝土試件的切片掃描圖像數(shù)據(jù)進行混凝土骨料及砂漿基體細觀模型的三維重建。

計算機斷層掃描（CT）可以無損獲取混凝土試件內(nèi)部結構圖像，并以一系列橫截面的形式顯示混凝土的內(nèi)部結構。本文介紹一種基于混凝土CT斷層掃描圖像在Abaqus有限元軟件內(nèi)進行三維混凝土細觀模型的建模方法，實現(xiàn)混凝土粗骨料及砂漿的三維重構并對其采用塑性損傷模型（CDP）進行有限元模擬。

本案例介紹通過CAD斷層掃描三維重建插件將混凝土切片掃描圖像在AutoCAD內(nèi)進行骨料及水泥砂漿基體的三維實體模型重建，并導入Abaqus CAE軟件內(nèi)分別建立Part部件，實現(xiàn)模型的裝配及網(wǎng)格劃分，后續(xù)可完成不同工況的混凝土細觀有限元模擬分析。

也有采用Abaqus混凝土建模插件實現(xiàn)的方式，這極大的節(jié)省了模型建立的耗時，如Abaqus混凝土多邊形或Abaqus混凝土三維球體骨料插件等，但其實現(xiàn)的模型較為簡單，幾何模型單一。建模方案這里介紹一種通過AutoCAD軟件建立纖維混凝土三維模型后導入到Abaqus內(nèi)的方式。可實現(xiàn)多種混凝土模型的快速構建。

ABAQUS三維多面體骨料密堆積建模通過重力堆積算法構建混凝土細觀結構，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響應模擬，為混凝土損傷機理研究、材料參數(shù)標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。

第一部分查看： 基于CAD-Abaqus的混凝土三維細觀模型建立(一) https://www.yqgqt.org.cn/post/1931155 3 隨機凸多面體骨料模型的生成 在力學上，凸多面體幾何結構具備更好的力學性能和穩(wěn)定性，因此常見的混凝土中，粗骨料形態(tài)也多呈現(xiàn)為三維凸多面體形。

2、 幾何模型與材料參數(shù)（1） 模型構建：本案例采用減縮積分三維實體單元 C3D8R 模擬方鋼管混凝土短柱的混凝土和鋼管部分。混凝土六面體網(wǎng)格邊長為 20mm，鋼管網(wǎng)格邊長為 20mm。這樣的網(wǎng)格尺寸能夠在保證計算精度的同時，避免因網(wǎng)格尺寸過大導致模型不收斂，或尺寸過小使計算速度明顯減慢的問題，可較好地模擬實際試件的受力性能。

上篇文章介紹了ABAQUS通過CT或切片數(shù)據(jù)重建混凝土多組分三維細觀模型。本案例介紹采用CDP材料對三維重建的混凝土細觀模型進行損傷斷裂數(shù)值模擬有限元分析。

</p><p>2、 幾何模型與材料參數(shù)</p><p>（1） 模型構建：</p><p>本案例采用減縮積分三維實體單元 C3D8R 模擬雙鋼板-混凝土組合梁試件的混凝土、栓釘和鋼板部分，該單元對位移的求解結果較精確，在網(wǎng)格發(fā)生扭曲變形時分析精度不會受到大的影響。拉結筋采用T3D2三維二節(jié)點線性桁架單元進行模擬，墊塊和支座采用離散剛體殼單元進行模擬。

<p>混凝土塑性損傷模型是基于拉、壓各向同性塑性的連續(xù)線性損傷模型，用于描述混凝土的非線性行為。采用通用有限元分析軟件ABAQUS/Standard分析，在此軟件中的混凝土塑性損傷模型具有以下特點：</p><p>1. 適于各種單元（梁、桿、殼、實體）的混凝土或其他類似的脆性材料的模擬，用于殼元時，沿厚度方向的積分點數(shù)達到9個通常可以保證計算的準確性；</p><p>2.

混凝土模型三維混凝土細觀模型的建立是進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觀模型。

2、 幾何模型與材料參數(shù)?（1） 模型構建?建立三維實體模型來模擬纖維混凝土試件，混凝土試件尺寸設定為 200×120×1000，單位：mm，實際應用中需依據(jù)具體試驗場景和需求設定準確參數(shù)）。在建模過程中，充分考慮纖維的隨機分布特性，可采用特定的算法或方法在模型中植入纖維，以更真實地反映纖維混凝土的實際結構。?

《基于三維隨機細觀模型的珊瑚混凝土力學性能模擬》一文中建立了考慮界面層（ITZ）、骨料、砂漿的三相混凝土模型，并采用“背景投影法（網(wǎng)格映射法）”建立了六面體非均質混凝土有限元模型。