COMSOL混凝土细观单轴拉伸断裂模拟基于相场损伤模型

混凝土细观模型

构建骨料、砂浆、界面过渡区三种组分的混凝土细观模型，模型构建采用CAD随机多边形颗粒插件进行参数化建模生成，操作详细步骤可参考：【COMSOL随机多边形骨料及界面过渡区ITZ建模】

插件中粗骨料采用多边形模型，骨料的位置以随机投放的算法进行实现，骨料多边形形状及边数可通过参数进行定义；界面过渡区（ITZ）采用单独的部件，分布于粗骨料与砂浆之间，以此来获得表征混凝土细观特征的随机骨料模型。

相场断裂理论

现阶段在有限元框架下模拟裂纹扩展的数值分析方法主要有单元删除法、界面单元法、扩展有限元 (XFEM)等；相场理论是通过在尖锐裂缝扩展的边界引入0~1的相场来反映材料的损伤或断裂程度，通过相场的控制方程来实现变量的演化。相场 (phase-field) 断裂模型是一种弥散式裂纹模型，是基于传统 Griffith理论, 通过能量平衡理论研究裂纹的扩展行为，与其他断裂理论相比，相场理论具有便于描述裂纹的形成、分岔等复杂情况，网格敏感性较小等优点。

模型样图

建模采用的CAD模型样图可在下面链接下载：

https://www.jishulink.com/post/1787116