abaqus生成混凝土球形骨料气泡，体积比可控随机分布脚本

弹窗一出来先看Timeout设了多少，10000经常不够，球形骨料随机投放体积比上到40%以上等待时间指数级涨，45%左右还能磨，50%基本投不进去，硬塞就靠放宽minGap或者加大Timeout，效果也就那样。气泡反过来，体积比低，5%到15%随便投，投的是空腔，布尔差集从基体里挖掉。

体积比是目标不是结果，脚本里得手动换算，给定长方体尺寸L W H和体积分数vf，骨料总体积Vagg=vf×L×W×H，按级配比例把Vagg分配到各粒径区间，比如5-10占0.3，10-15占0.5，15-20占0.2，加起来是1，再用区间中值半径算单球体积，N=区间体积除以单球体积取整，这是估算，实际投放过程中重叠判定被拒的球一直重试，最终体积比取决于Timeout给不给够，半径范围min_radius和max_radius控制大小。

位置生成和重叠判定最耗时，三重循环外层待投放球列表，内层遍历已放置球逐个算中心距，距离小于两球半径之和判定重叠，标记invalid继续投下一个位置，全遍历完没重叠才append进已放置列表。球心坐标random.uniform在0到L区间取，半径按级配随机。O(N²)复杂度，N超过两三百之后明显卡，边长100mm骨料N=200跑五分钟。球心到六个面距离都必须大于自身半径，不然球体穿透基体边界，网格划出来是破的。

Abaqus建模分两段，第一段纯Python不开CAE，把球心坐标半径有效性全部算完，输出文本或存列表。第二段在Abaqus里跑，用Part和BaseSolidExtrude建球，效率陷阱是不要每生成一个球就调一次Part，批量生成所有球部件再统一装配，更快是把球体全部画在一个part里作为独立solid cell，后面布尔运算切。装配用Instance定位到随机坐标，Merge/cut做布尔差集，差集出来基体带球形孔洞，球体单独保留作为骨料part，分别赋材料属性，砂浆和骨料。

气泡生成和骨料共用同一套位置投放算法，区别只在布尔运算方向。骨料从基体切掉球体后保留球体实体，气泡从基体切掉球体后丢掉球体，基体上留空腔。气泡半径通常比骨料小，min_radius到max_radius给0.5到2，数量多但体积小。随机气泡级配曲线简化成单一区间，直径正态分布，均值和方差手调。

Mesh这块球体和基体分别画网格，球体用Tet自由网格，基体也用Tet，球形空腔形状规整程度不够做Hex，强行structured hex会失败。网格尺寸控制在骨料最小半径的0.3到0.5倍，太小网格量爆炸。接触或Tie绑定，骨料砂浆界面用surface-to-surface tie，主面选基体内球面，从面选骨料外球面，容差0.1左右。气泡内表面是自由面不绑任何东西，载荷直接加基体。

random.seed设固定值，参数化分析保证骨料分布可复现，改一个参数变一次分布没法做对照，seed放脚本开头每个case换一个，记录在文件名或log。跑批量用cmd提交abaqus cae noGUI=script.py，参数从命令行传，vf=0.35 radius_min=3 radius_max=8，不用每次手动改脚本。工作目录输出脚本.py生成的inp以及record.txt记录seed和实际投放骨料数量和体积比。实测实际体积比一般比目标低两三个百分点，最后几个球塞不进去Timeout就停，差太多把Timeout从10000提到50000再试。气泡和骨料混在一起投，气泡先投还是后投影响很大，气泡先投占位小容易通过，骨料先投再插气泡基本全被拒，先试气泡占位然后骨料让路，冲突解决用……

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