混凝土骨料二维有限元模型自动建模技术

"混凝土骨料有限元模型自动生成方法 (2006年)" 这篇论文主要探讨的是混凝土骨料的二维有限元模型自动生成方法，它为细观结构研究提供了一个全自动的建模工具。该研究关注了圆形、椭圆形和多边形三种不同形状骨料的建模，以更好地模拟混凝土的复杂结构。 对于圆形骨料，通常可以使用简单的几何形状进行建模，但在实际混凝土中，骨料可能呈现不规则形状。因此，论文提出了新的椭圆形骨料建模方法，特别是通过一个基于面积的侵入判别准则来处理任意两椭圆骨料的相互关系，这显著提高了生成椭圆形骨料模型的效率。 在椭圆形骨料建模过程中，一个关键问题是如何有效处理效率瓶颈。论文中提到的新准则解决了这个问题，使得模型生成更为高效。此外，为了模拟更真实的再生骨料和人工骨料，论文还介绍了多边形骨料的生成方法。这个方法综合考虑了骨料的边数、形状和尺寸等随机特性，同时通过简单有效的手段确保生成的多边形骨料为凸形，这样可以更准确地反映混凝土中骨料的真实形态。 论文中还涉及了网格生成技术，特别是对生成的骨料几何模型，采用改进的推进波前法一次性生成所有骨料的有限元网格。这一方法对于后续的复合材料细观结构和宏观力学性能的多尺度计算至关重要。改进的推进波前法能够在保持计算效率的同时，保证网格的质量和适应性，为多尺度计算提供了坚实的基础。 最后，论文通过多个算例验证了所提出的算法的有效性和准确性，这些算例可能包括不同形状、大小和排列方式的骨料组合，以及它们对混凝土整体性能的影响。 这篇论文的核心知识点包括： 1. 圆形、椭圆形和多边形骨料的二维有限元建模方法。 2. 基于面积的椭圆形骨料侵入判别准则，解决椭圆模型生成的效率问题。 3. 多边形骨料生成算法，考虑随机特性和保证凸形性质，以模拟真实骨料。 4. 改进的推进波前法用于一次性生成有限元网格，优化计算效率。 5. 算例验证，证明算法在模拟混凝土细观结构和力学性能中的有效性。 这篇研究对理解和模拟混凝土的微观结构及其对宏观性能的影响具有重要意义，为复合材料的多尺度计算提供了新的工具和技术。