混凝土细观随机骨料结构与有限元网格剖分

在细观层次上，混凝土被认为是一种由粗骨料、水泥砂浆及二者间的粘结带所组成三相非均质复合材料。本文首先基于蒙特卡罗随机抽样原理，用“取和放”方法在计算机上产生形状、尺寸和骨料颗粒分布与真实混凝土相似的随机骨料结构，再使用有限元分析软件ANSYS对骨料区域及砂浆区域分别划分网格，并编程在骨料和砂浆之间生成三角形三结点可控制厚度粘结单元，从而使三相网格缝合为一个整体，为混凝土非线性有限元分析提供可靠的细观计算模型。最后利用建立的模型进行混凝土轴心受拉和轴心受压的仿真模拟，在细观层次研究的基础上揭示出混凝土的宏观力学性能。  

复杂三维组合曲面的有限元网格生成方法

提出一种基于映射法的复杂三维组合曲面的有限元网格全自动生成方法。通过引入虚边界解决了闭合曲面在参数域中边界不完整的问题；通过调节虚边界提高了复杂组合曲面网格生成的质量。改进二维多边形区域的裁减算法，解决了闭合曲面在参数空间中的边界环形成问题。对曲面片公共边界进行统一离散化处理，以满足有限元网格的相容性要求。以边界表示(B—Rep)数据结构为基础，实现了组合曲面全自动网格剖分的总成算法．改进了曲面网格剖分布点算法，并结合局部连接、诊断交换等技术，优化了网格的整体质量。  

四面体网格质量度量准则的研究

简要回顾了度量四面体单元质量的几个常用准则。长期以来，这些准则被认为在一定意义下是相互等价的。数值试验表明，对单元形状的变化用不同的准则度量有可能产生矛盾的评判结果，从而影响到网格质量优化的进程和结果。因此在进行网格剖分或网格优化时，应对所采用的度量准则做仔细的研究和测试。  

基于AutoCAD的有限元建模系统AutoFEM

介绍了基于ＡｕｔｏＣＡＤ平台开发应用程序的主要特点和在ＡｕｔｏＦＥＭ中采用的软件接口方案，数据模型及所见即所得等。  

改进的栅格法有限元网格剖分

提出一种改进的栅格法网格剖分算法,该算法综合了栅榕法和Delaunay算法的优点,生成了四边形和三角形混合单元,保证了整体性能与局部性态最优,满足汽车覆盖件冲压成形模拟软件对有限元网格质量的需求.实践证明,本文提出的改进的栅格法网格剖分算法可行有效,生成网格的质量高,程序容易实现.该算法已经成功集成到商业化冲压成形模拟软件KMAS中.  

三维前处理有限差分网格剖分技术的研究

针对三维流体弹塑性计算程序MMIC-3D计算网格为直六面体网格的特点,开发出了三维前处理程序MESH-3D.MESH-3D可进行复杂实体建模,并完成实体模型的有限差分网格剖分.MESH-3D采用CSG和STL模型两种建模方式.针对CSG实体,采用实体逐层求取轮廓线的剖分算法;针对STL模型,采用基于边的整体切片法的剖分算法,并借鉴计算机图形学中的扫描线填充算法完成有限差分网格剖分.最后,分析了基于STL有限差分网格剖分快速于基于CSG有限差分网格剖分的原因.三维前处理程序MESH-3D的开发,为后续的计算和后处理显示奠定了基础.  

基于Windows的有限元建模程序GEFEM

ＭＳＷｉｎｄｏｗｓ是新一代图形软件开发的标准平台，ＧＥＦＥＭ是基于该平台开发的交互式有限元建模程序，它同网格剖分程序配合，完整地实现了人机交互的有限元前置处理。本文介绍了Ｗｉｎｄｏｗｓ编程的一些主要特点和在ＧＥＦＥＭ中采用的内存管理、图形函数接口，消息处理和图形界面设计等方法  

基于Python-Abaqus的混凝土三维细观随机模型的建立

混凝土在细观层次上是由粗骨料、砂浆及两者间过渡区(界面层)组成的三相复合材料,建立一个能反映实际骨料级配、含量及形态的随机骨料模型是进行混凝土细观力学数值模拟的前提。本文通过编写Python脚本实现了Abaqus的二次开发,获得了含球形、椭球形(卵石)及凹凸型多面体(碎石)骨料并考虑了界面层的三维混凝土细观随机模型。结果表明,在三级配下可投放球形骨料的体分比可超过55%,对椭球和多面体骨料形状的模拟也较为真实。同时,提出了一种可提高骨料体积含量的布尔切割入侵判别法,并成功地对椭球骨料和多面体骨料进行了投放试验。由于程序已将粗骨料、砂浆和界面层自动分离,在进行网格剖分时可避免复杂的单元属性判别,得到的网格剖分满足粗骨料、砂浆及界面层网格协调性要求。最后,利用建立的几何模型进行了单轴压缩静力学数值模拟,进一步验证了混凝土细观随机模型的可靠性。