ABAQUS多尺度纖維增強混凝土二維建模

本案例是通過ABAQUS對論文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)中纖維增強混凝土幾何模型的復現。
ABAQUS纖維增強混凝土細觀模型

論文中建立的二維纖維增強混凝土模型包含粗骨料、砂漿、纖維、骨料與砂漿的界面過渡區、纖維與砂漿的界面過渡區在內的多相材料,且混凝土砂漿中包含隨機分布的孔隙。
https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.108852

本案例中,采用CAD纖維混凝土2D V1.1插件在AutoCAD內通過參數化建模建立骨料、纖維、孔隙及界面過渡區幾何圖形,各組分在CAD內已分圖層,需要分別另存為dxf文件后再導入到ABAQUS。(注意本案例中纖維部件不包含界面過渡區)
纖維混凝土孔隙ITZ骨料

在ABAQUS中將保存的圖形文件以草圖的形式分別導入。
ABAQUS纖維混凝土模型

利用草圖分別建立不同組分的模型部件。
ABAQUS纖維混凝土砂漿部件

將各部件賦值對應的材料,并進行裝配。
ABAQUS纖維、骨料、ITZ、孔隙、砂漿、混凝土

可對模型劃分網格,如論文中的三角形網格。
ABAQUS纖維混凝土網格劃分

也可劃分四邊形網格。
ABAQUS纖維混凝土網格劃分

插件具備設置多邊形邊數、粒徑、投放數量及離心率等功能,可實現多種形態的骨料模型。
混凝土骨料形態參數化特征值控制

也可在保證骨料及纖維分布不變的情況下,單獨調整孔隙分布,以研究孔隙率等變化對纖維增強混凝土性能的影響。

ABAQUS纖維混凝土孔隙率調整

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