混凝土细观模型在有限元分析中突破传统均质假设,通过精确模拟骨料、水泥浆体及界面过渡区的多相结构,精准预测微裂缝萌生、扩展与贯通过程。它显著提升数值模拟精度,揭示损伤演化机制,为混凝土性能预测、结构优化设计提供科学依据,实现微观结构到宏观性能的精准关联,有效支撑混凝土工程的可靠评估与创新设计。本案例介绍在COMSOL内建立包含骨料、砂浆、ITZ在内的多组分混凝土细观有限元二维模型。
混凝土细观模型中的粗骨料及界面过渡区ITZ几何图形通过CAD随机多边形插件2D专业版建模生成。在AutoCAD中建立混凝土细观模型草图后,将已分图层绘制的各组分内容分别另存为dxf格式文件,以备导入到COMSOL内。
将保存的混凝土各组分图形分别导入到COMSOL,并通过布尔运算建立多边形骨料、ITZ、水泥砂浆基体混凝土细观模型。具体操作步骤可参考下图左侧模型开发器中组件下的几何模块。
对混凝土细观模型中的各组分分别设置材料属性。
添加研究并划分网格。
后续可根据研究的需要完成混凝土细观有限元模型的仿真模拟。