[发明专利]一种基于Python再生混凝土三维随机球形骨料模型的构建方法

摘要

一种基于Python再生混凝土三维随机球形骨料模型的构建方法，步骤为：1)定义数组，数；输入基本参数；2)内置粒径分布函数，内置随机函数；从粒径d1至d2中随机生成一个浮点数，获得随机数；3)将骨料粒径进行分级；对每级骨料分别进行计算，获得各级骨料粒径值；4)将投放空间划分为小格子，把骨料位置投放在格子的中心上；投放位置随机生成；当骨料投放位置与已投放骨料位置重合时，重新投放，得到满足要求的骨料模型；5)对所得球形骨料进行面平移，得到外界面区、老硬化砂浆、内界面区；6)编写定义材料属性、创建分析步、划分网格、定义单元类型、定义约束、输出程序，保存模型；具有提高混凝土计算模型的生成效率的特点。

主权项

1.一种基于Python再生混凝土三维随机球形骨料模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，定义数组，用于存储基本参数，包括骨料含量、模型尺寸、骨料细观尺寸；骨料界面区厚度为0.5mm；老砂浆厚度为1mm、网格尺寸为1mm；所述的骨料含量分别为0.45、0.50、0.55；模型尺寸包括：x方向为100mm、y方向为100mm、z方向为100mm；骨料半径分别为20mm、15mm、10mm、5mm；所述的模型尺寸包括：x方向为100mm、y方向为100mm、z方向为100mm。步骤2，内置粒径分布函数def rockSizeProbability(d)，内置随机函数def randomRockSize(d1,d2)，从粒径d1至d2中随机生成一个浮点数，获得所需范围内的随机数d＝d2+random()*(d1‑d2)；步骤3，将骨料粒径进行分级，当每级累积骨料体积总和小于该级骨料体积总和时，调取随机粒径函数def randomRockSize(d1,d2)，继续增加骨料；对每级骨料分别进行计算，获得各级骨料粒径值，并将值计入粒径库；步骤4，将投放空间划分为均匀的小格子，为了提高投放效率，把骨料位置投放在格子的中心上；按照骨料粒径从大到小的方式进行投放，投放位置随机生成；当骨料投放位置与已投放骨料位置重合时，重新进行投放，相邻骨料间需满足最小容差rd＝(d1+1)/2.0，通过循环投放得到满足要求的骨料模型；步骤5，对所得球形骨料进行面平移，分别得到外界面区、老硬化砂浆、内界面区；步骤6，编写定义材料属性、创建分析步、划分网格、定义单元类型、定义约束、输出程序；选用ABAQUS软件自带的损伤塑性模型，需定义塑性参数和损伤参数，各参数值存储于mat数组中，保存模型。所述的分析步为ABAQUS软件中的一个功能模块。