三维随机纤维-球体骨料细观混凝土模型/细观混凝土/纤维混凝土

在前面的视频中已经有了三维随机球体骨料的细观模型建立方法和静力抗压仿真分析的方法（课程封面如图）。

简单三维球体细观模型的课程已更新一年半有余，后台私信和留言中有不少同学咨询“怎么添加纤维/有没有纤维混凝土的模型”，由于之前一直在忙着干其他的事情，最近心血来潮，那么今天就写三维细观混凝土享自己关于在三维细观混凝土模型中添加纤维的一些思路和脚本建立方法。

三维随机纤维-球体骨料细观混凝土模型——四相（砂浆、骨料、ITZ和纤维）组分的复合混凝土模型组成效果和仿真效果如下。

在前边的三维随机球体模型中，投放骨料的思路十分简单，只需要使用python代码随机生成一个球体特征数据，再与已存储的球体数据进行判断（判断球心距与两球体半径之和）即可。若球心距大于半径之和则存储在骨料数据库中，进行下一个球体的生成与判断；若小于，则不存储，进行下一个球体的生成判断。最后使用python与abaqus之间的接口，把数据转化为图形即可。

把这个思路放到纤维与骨料之间的判断中来，似乎也能进行相应的判断。只需要生成随机的纤维，用纤维端点坐标与骨料球心坐标，计算出球心到直线的距离就可以了，如下图所示。

使用点到直线的距离公式判断球体与纤维的相交，这样看着好像没啥问题，但其实纤维能在混凝土中分布的区域已经大大缩小了。如下图所示，当纤维的方向指向骨料时，虽然纤维与骨料并没有相交，但简单地使用点到直线的距离公式，会被判断为相交状态，这根纤维就将被认为不能放在混凝土中。可能会说，即使这样纤维仍然还会有很多的区域可以投放，但混凝土中存在着成百上千甚至上万个的骨料，投放纤维之前遍历已有骨料的坐标后，再按照这样局限的方法进行判断，纤维存在的区域势必大大降低，生成出来的纤维分布状态并不乐观。