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在ANSYS Workbench內(nèi)建立隨機圓形骨料混凝土細觀模型可采用CAD隨機圓形骨料插件V2.0實現(xiàn)，在插件內(nèi)設置模型參數(shù)，運行即可自動在Auto CAD內(nèi)完成模型草圖繪制。插件可支持設置骨料粒徑滿足截斷正態(tài)分布等分布模式，可控制骨料比例、間距，以滿足不同的級配要求，以及設定界面過渡區(qū)有無及厚度。

混凝土在細觀層面上由水泥砂漿、粗骨料和界面過渡區(qū)（ITZ）組成，在Abaqus內(nèi)基于粗骨料隨機投放建立混凝土細觀模型，是研究混凝土軸壓下的本構(gòu)關系及損傷演化的有效方法。本案例建立隨機圓形粗骨料及實體界面過渡區(qū)，對二維細觀混凝土在單軸壓縮下的力學行為進行有限元模擬，展示混凝土的破壞形態(tài)。

插件介紹 AbyssFish_RandomCircleAggregate2D V4.0 插件可在Abaqus內(nèi)參數(shù)化生成隨機分布的圓形骨料及界面過渡區(qū)部件。插件可用于構(gòu)建二維混凝土細觀模型，可指定模型的尺寸、圓形骨料的分布、界面層厚度等信息。

適用范圍插件的適用范圍廣泛，可用于但不局限于隨機圓形骨料混凝土的幾何模型建立，凡是幾何圖形類似的都有適用的可能性，以下介紹插件的幾個具體適用實例。混凝土細觀力學模擬：用于研究混凝土細觀狀態(tài)下的力學性能、開裂模式等。離子滲透研究：研究不同材料滲透特征下的離子滲透路徑、滲透模式。滲流研究：用于研究介質(zhì)中含有不透水材料下的滲流等。

模型總覽建模教程1、CAD模型構(gòu)建采用CAD隨機圓形插件建立CAD模型：將每個圖層上的圖形另存為.dxf格式文件：2、comsol建模打開comsol軟件，導入事先保存的dxf文件1與文件2，并做差集：同樣的操作，導入dxf文件2、文件3并做差集：定義自己需要的三種材料（這里隨便取了三種）分別作為基體、界面過渡區(qū)、骨料的材料，對基體及界面過渡區(qū)進行材料賦值

圖1.2 二維橢圓骨料填充模塊1.3 圓形骨料填充模塊 1.3.1 矩形邊界圓形骨料填充模塊 用于在矩形邊界內(nèi)填充圓形骨料，支持指定圓形骨料尺寸范圍。圖1.3 二維圓形骨料填充模塊(矩形邊界)1.3.2 圓形邊界圓形骨料填充模塊 用于在圓形邊界內(nèi)填充圓形骨料，支持指定圓形骨料尺寸范圍。

AbqParticle迎來重大升級，支持多面體和混合骨料填充，骨料支持數(shù)量和填充率控制，支持周期性約束填充。

CAD隨機圓形骨料插件 V2.0 https://www.yqgqt.org.cn/post/1851750

圖1.2 二維橢圓骨料填充模塊1.3 圓形骨料填充模塊 1.3.1 矩形邊界圓形骨料填充模塊 用于在矩形邊界內(nèi)填充圓形骨料，支持指定圓形骨料尺寸范圍。圖1.3 二維圓形骨料填充模塊(矩形邊界)1.3.2 圓形邊界圓形骨料填充模塊 用于在圓形邊界內(nèi)填充圓形骨料，支持指定圓形骨料尺寸范圍。

五、案例分析與應用以一個簡單的平面案例為例，假設我們需要在一個100x100的區(qū)域內(nèi)隨機生成圓形加強骨料，填充率為0.2。首先，我們可以使用APDL編寫一個循環(huán)來不斷生成隨機的圓心坐標和半徑，直到達到設定的填充率為止。在每次生成圓形時，都需要檢查是否與已生成的圓形發(fā)生干涉。如果有干涉，則需要重新生成新的圓形。最后，將生成的模型導出為所需的格式進行后續(xù)的模擬和分析。

在三維混凝土細觀模型的構(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，部分學者采用的三維模型較多是把骨料簡化為球形來進行建模，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。

方法二：將顆粒增強復合材料中的增強材料（骨料）假設為圓形、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。

源碼類混凝土隨機骨料模型（Python源碼） https://www.yqgqt.org.cn/post/1193620三維隨機骨料模型（MATLAB源碼） https://www.yqgqt.org.cn/post/1193922 ABAQUS插件ABAQUS混凝土隨機圓形骨料生成插件 https://www.yqgqt.org.cn

方法二：將顆粒增強復合材料中的增強材料（骨料）假設為圓形、橢圓形或正多面體顆粒；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：將顆粒增強復合材料中的骨料結(jié)構(gòu)考慮為隨機多面體，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。

在圓形骨料的基礎上，用邊延拓的方法生成凸多邊形骨料。

模型說明 插件支持建立長方形及圓形兩種試件類型，可設置長方形的長度、寬度或圓形的直徑參數(shù)。 插件可控制多邊形之間的最小間距參數(shù)，且可自動優(yōu)化避免多邊形中出現(xiàn)小邊，有效保證隨機多邊形模型在有限元網(wǎng)格劃分時的單元質(zhì)量。

應用案例 三維多面體骨料混凝土抗壓模擬—— 基于EasyCDP生成20 MPa砂漿基體材料模型，分析骨料分布對力學性能影響。

普通隨機骨料填充</strong></h2><p>下面是按照上述思路編寫的2D及3D骨料隨機填充模型，其中二維模型支持<strong>圓形、橢圓及多邊形</strong>（可定義邊數(shù)），指定粒徑和含量比較方便。

多孔介質(zhì)采用CAD隨機圓形骨料插件V2.0版本生成，插件可指定模型尺寸、正態(tài)分布的粒徑、粒徑范圍等信息，且可設置圓形之間的最小間距，以確保在有限元模擬中網(wǎng)格能夠容易劃分，不至于出現(xiàn)過小單元。 在COMSOL內(nèi)選擇流體流動-兩相流-相場-層流，并添加包含相初始化的瞬態(tài)研究。

8、方法生成不干涉隨機幾何-圓球9、三維混凝土隨機骨料投放算法10、基于Matlab的二維與三維隨機裂隙生成二維隨機裂隙生成三維11、基于蒙特卡羅法的二維隨機裂隙模擬Matlab12、CAD多邊形隨機骨料繪制程序 V2.2可用于生成多邊形隨機骨料的dwg文件，圖形可進一步導入abaqus、comsol等有限元仿真模擬軟件。