ABAQUS里生成骨料和界面过渡区，细观模型搭建技巧

       ABAQUS里细观混凝土模型，骨料生成一般用Python脚本在CAE里跑，手动画不现实。圆形骨料最简单，椭圆和多边形更像碎石，先按Fuller级配算各粒径区间数量，再随机生成圆心和半径，投放用拒绝采样，新骨料与已投放骨料距离小于两者半径之和加最小间距就丢弃重投，循环到体积分数达标。多边形骨料先画外接圆，在圆周上按随机角度取顶点，做凸包检查，凹点删掉，再缩放旋转。脚本挂在File → Run Script下面，跑完生成Part和Assembly。

ABAQUS 2022，File → Run Script，D:\abaqus_plugins\agg_itz\main.py，Python 3.10.4，随机种子 20240612，体积分数 0.42，粒径 5–20 mm，最小间距 0.5 mm，ITZ厚度 0.08 mm，全局网格 0.6 mm，骨料内部 1.2 mm，界面 0.15 mm。

ITZ生成可以在脚本里对每个骨料轮廓向外偏置，内边界是骨料表面，外边界偏置0.08mm，二维形成环，三维形成壳或实体层，再和背景砂浆做布尔运算，背景块减所有骨料和ITZ得到砂浆。骨料与ITZ共节点，ITZ与砂浆共节点，网格不匹配就Tie。零厚度界面用Surface-based Cohesive，主面ITZ外表面，从面砂浆内表面，或者直接插cohesive单元。DIGIMAT生成骨料快，导入ABAQUS后ITZ网格经常要重划，COMSOL随机几何也类似，ABAQUS的Python接口改参数更直接。

       有一次投200个骨料，空调坏了，办公室闷，旁边同事吃泡面，味道大，键盘上全是汗。布尔运算跑到一半CAE卡死，报错Cannot complete boolean operation. The resulting geometry has invalid edges. 以为体积分数太高，降到0.35重投，还是错。检查发现两个骨料几乎相切，最小间距设0.2，浮点误差导致重叠0.001，布尔失败。改成最小间距0.8，投放后做距离检查，距离小于半径和+0.05就删除重投。又发现ITZ偏置方向反了，偏到骨料内部，ITZ和骨料重叠，网格扭曲，msg里23 elements have negative Jacobian。打印每个骨料中心坐标，在CAE里量距离才看出来，调了一下午。

Property → Material → Mechanical → Elastic → Traction，Type: Traction Separation，Damage → Quads Damage，Kn 1e5，Ks 1e5，Kt 1e5，tn0 2.5，ts0 3.0，tt0 3.0，Gc 0.05，viscosity 1e-5。Interaction → Special → Cohesive → Surface-based。Step → Dynamic, Explicit，时间 0.01，质量缩放 1e-6。

网格方面骨料内部用Tet，ITZ用Sweep或Structured，厚度方向至少两层，0.08mm厚网格0.04mm，全局网格不能比ITZ厚，不然界面单元畸变。Mesh → Verify检查分析网格，看negative Jacobian和aspect ratio。Assembly里Merge/Cut，先建Part再Instance，布尔在Assembly里做。Set分Aggregate，ITZ，Mortar，材料指派按Set。加载和边界条件在Step里加，输出请求记得选SDV和DAMAGEFT。

跑之前检查Random seed，体积分数，最小间距，ITZ厚度，偏置方向，布尔顺序，Set名称，材料指派，网格尺寸，D:\abaqus_plugins\agg_itz\run_042，ITZ厚度 0.08，网格 0.

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