本帖最后由 372703015 于 2018-4-11 22:52 编辑
混凝土嵌入二维随机多边形或三维随机多面体骨料插件 POLARIS_MesoConcrete ABAQUS插件 By 星辰北极星 混凝土细观模型的建立和分析已经非常成熟，存在大量的相关文献，有二维、三维的、以及各式各样的骨料形式，如二维：圆形、椭圆形、随机多边形等等；三维：球形、椭球形、随机凹凸多边形等等。建立的有限元模型的类型主要分为两种：网格映射的骨料模型、几何边界的骨料模型。
两种建模方法的侧重点不一样，各具特色。其中网格映射是在已有的网格基础上进行分区定义材料属性，无需修改模型，形成的模型较规整；而几何边界划分形成的骨料形状则是精确描述骨料形状，并可以通过边界嵌入Cohesive单元层模拟界面特征，但网格划分过程中，容易出现形状不佳的网格，特别对于三维模型，大多数情况下只能采用四面体网格进行划分。通常根据研究的内容确定仿真最终效果，再选择合适的仿真建模方法。
为了实现骨料的生成和随机投放生成有限元分析模型，往往需要耗费大量的精力进行编程，而采用的语言以Matlab为主，也是在校研究生比较熟悉的编程工具，我们之前也编写过Matlab的骨料嵌入程序，使用过后主要存在一下弊端：
1）形成的结构形式简单，通常为圆形或方形边界形式为主，对于复杂结构适用性差；
2）骨料投放速度有限，特别对于骨料占比较高的模型生成，所需试错时间较多；
3）生成的数据无法直接形成模型，需要通过其他软件或二次开发生成有限元模型。
为了解决这一系列问题，在ABAQUS软件的基础上，开发了POLARIS_MesoConcrete插件，用于生成混凝土细观模型。
功能简介
这是一款Abaqus插件，由星辰北极星团队开发，用于生成二维、三维混凝土细观模型，是一款前处理付费插件。可实现任意几何外形中嵌入骨料和孔隙，支持的骨料形式多样，其中二维支持：圆、椭圆、正多边形、随机多边形；三维支持：球、椭球、随机48面体。插件使用简单，并可同时生成网格拓扑骨料和几何刨分骨料的有限元模型，避免繁琐的建模过程，大大节约使用者的时间，提高工作效率。
特征解读
1）支持任意几何外形：对于二维平面问题，只能在plane中嵌入骨料；对于三维模型，只能在solid实体部件中嵌入骨料。而任意几何外形，则表示部件的性质可以任意，只需提前进行网格刨分。
2）支持部件全局或局部区域嵌入骨料，这样可以满足一些钢筋、锚固件等位置上不能嵌入骨料的需求。
3）支持骨料和孔隙：混凝土搅拌过程中会卷入空气而无法排除，因此，二维中支持骨料相同几何类型的孔隙；三维中支持球形和椭球形孔隙。
4）二维支持骨料几何类型：圆、椭圆、正多边形、随机多边形；其中多边形的边数量可随着面积增大而增大；随机多边形是在正多边形的基础上，通过节点径向和环向波动生成的随机凹凸多边形。
5）三维支持骨料几何类型：球、椭球、随机48面体；其中随机48面体是在球形多面体的基础上，通过节点在径向和周向波动生成的随机凹凸48面体。
6）在原有模型基础上同时生成网格拓扑骨料和几何刨分骨料的有限元模型，拓扑骨料是在原有网格基础上，通过单元分组定义材料属性，实现骨料、浆体以及界面单元的区分；
7）支持富勒公式的二维、三维骨料级配、以及泰波三维骨料级配；
8）如果需要更多级配或骨料形式，可以提供计算公式，进行定制化开发。
插件界面
工具条：
第一个图标 为：二维随机骨料嵌入插件
第二个图标 为：三维随机骨料嵌入插件
第三个图标 为：骨料级配数据计算插件
参考文献
二维随机多边形算法可参考：汪奔《基于网格生成的随机凹凸型混凝土骨料细观建模方法》计算力学学报，未见刊
三维随机多边形算法可参考：汪奔《三维随机凹凸型混凝土骨料细观建模方法研究》应用力学学报，未见刊
案例演示
二维方形试件嵌入圆形骨料
二维方形试件嵌入椭圆骨料
二维方形试件嵌入随机多边形骨料
二维任意多边形嵌入随机多边形骨料
二维五角形嵌入随机多边形骨料
三维单根钢筋模型嵌入随机多边形骨料
分析实例演示：
混凝土细观案例分析-钢筋膨胀致保护层脱离的三种仿真方法
| 
IP卡
狗仔卡
发表于 2017-10-14 12:37:16
提升卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡
:):):):):):):):):):):):):):)
