本案例是通过ABAQUS对论文Study on the tensile and compressive mechanical properties of multi-scale fiber-reinforced concrete: Laboratory test and mesoscopic numerical simulation(https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.108852)中纤维增强混凝土几何模型的复现。
ABAQUS纤维增强混凝土细观模型

论文中建立的二维纤维增强混凝土模型包含粗骨料、砂浆、纤维、骨料与砂浆的界面过渡区、纤维与砂浆的界面过渡区在内的多相材料,且混凝土砂浆中包含随机分布的孔隙。
https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.108852

本案例中,采用CAD纤维混凝土2D V1.1插件在AutoCAD内通过参数化建模建立骨料、纤维、孔隙及界面过渡区几何图形,各组分在CAD内已分图层,需要分别另存为dxf文件后再导入到ABAQUS。(注意本案例中纤维部件不包含界面过渡区)
纤维混凝土孔隙ITZ骨料

在ABAQUS中将保存的图形文件以草图的形式分别导入。
ABAQUS纤维混凝土模型

利用草图分别建立不同组分的模型部件。
ABAQUS纤维混凝土砂浆部件

将各部件赋值对应的材料,并进行装配。
ABAQUS纤维、骨料、ITZ、孔隙、砂浆、混凝土

可对模型划分网格,如论文中的三角形网格。
ABAQUS纤维混凝土网格划分

也可划分四边形网格。
ABAQUS纤维混凝土网格划分

插件具备设置多边形边数、粒径、投放数量及离心率等功能,可实现多种形态的骨料模型。
混凝土骨料形态参数化特征值控制

也可在保证骨料及纤维分布不变的情况下,单独调整孔隙分布,以研究孔隙率等变化对纤维增强混凝土性能的影响。

ABAQUS纤维混凝土孔隙率调整

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