ABAQUS带有ITZ的纤维、泡沫、骨料混凝土细观3D模型

简介

本案例在 ABAQUS 内建立多种形态颗粒分布的三维混凝土细观模型，可用于纤维混凝土、泡沫混凝土、普通骨料混凝土等有限元模拟。模型包含水泥砂浆基体、界面过渡区（ITZ）、圆柱体纤维与长方体纤维、球体泡沫以及多面体粗骨料。

颗粒采用 重力密堆积算法 进行投放，可实现较高的投放比例，并尽量符合实际工况。

— 图 1：ABAQUS 纤维、泡沫、骨料混凝土细观3D模型

建模

采用 CAD 颗粒密堆积插件3D 进行参数化建模，在 AutoCAD 内建立混凝土细观三维模型。完成后，需要将每组分的几何模型分别导出为 IGES 格式文件，以备导入 ABAQUS。

分组导出有利于后续在 ABAQUS 中分别建立砂浆、ITZ、骨料、纤维1、纤维2、泡沫等部件，也便于独立材料赋值和网格控制。

— 图 2：CAD颗粒密堆积插件3D建立混凝土细观模型

导入

将 IGES 文件以“部件”的形式导入 ABAQUS，分别建立砂浆、ITZ、骨料、纤维1、纤维2、泡沫部件。

— 图 3：纤维泡沫混凝土细观部件

材料

可为混凝土细观模型中的各组分分别设置材料。若需要考虑砂浆及界面层在力学模拟中的损伤破坏，可采用 EasyCDP Mortar&ITZ 插件设置混凝土损伤塑性材料模型。

— 图 4：纤维泡沫骨料混凝土细观材料设置

网格

进行网格划分时， 单元尺寸建议小于几何模型中存在的最小边长 ，以确保有限元模拟精度。对于 ITZ、纤维和泡沫等细小特征，可局部加密或采用合适的网格控制。

— 图 5：纤维骨料泡沫ITZ混凝土网格

结束

后续可添加载荷、分析步等，完成多种骨料分布的纤维、泡沫混凝土细观有限元仿真模拟。

— 图 6：纤维、泡沫、骨料混凝土细节展示

🎉 教程完成！

如果在 IGES 导入、混凝土细观材料或网格划分中遇到问题，欢迎留言交流。