单向纤维复合材料随机结构生成方法及其系统技术方案
Unidirectional fiber composite random structure generation method and system
A unidirectional fiber composite random structure generation method and system, in order to generate the initial state of the fiber in the RVE window and random disturbance, obtain the fiber position information; and then the RVE window within the fiber periodically maintain and establish RVE 3D model according to the fiber position information, the invention provides a method of generating model of unidirectional fiber materials and systems, can produce high volume fraction RVE, fiber distribution is random enough, the RVE can be generated repeat cycle.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种材料领域的技术，具体是一种单向纤维复合材料随机结构生成方法及其系统。
技术介绍
纤维增强复合材料具有密度低、比刚度高、比强度高以及耐疲劳等优点，在诸如航空和汽车等工业领域得到了越来越多的重视。传统的基于实验的复合材料力学性能分析方法成本高、周期长。近年来，数值方法是复合材料力学性能快速准确预测的重要手段，其中结合细观力学和有限元的计算细观力学是进行复合材料力学性能分析及结构设计的重要方向，得到了广泛应用。基于均匀化理论，使用计算细观力学进行纤维增强复合材料力学性能分析，首先需要快速有效地建立统计学等效的代表性体积单元(RepresentativeVolumeElement,RVE)。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术无法解决单向纤维复合材料中纤维随机分布的表征以及重构等缺陷，提出一种单向纤维复合材料随机结构生成方法及其系统，能够产生高体积分数的RVE，纤维分布具有充分的随机性，生成的RVE可以周期重复。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术涉及一种单向纤维材料模型生成方法，包括以下步骤：1)在RVE窗口内生成初始状态纤维，具体包括以...
【技术保护点】
一种单向纤维复合材料随机结构生成方法，其特征在于，通过在RVE窗口内依次生成初始状态纤维并进行随机扰动，得到纤维位置信息；然后对RVE窗口内的纤维进行周期性保持并根据纤维位置信息建立RVE三维模型。
【技术特征摘要】
1.一种单向纤维复合材料随机结构生成方法，其特征在于，通过在RVE窗口内依次生成初始状态纤维并进行随机扰动，得到纤维位置信息；然后对RVE窗口内的纤维进行周期性保持并根据纤维位置信息建立RVE三维模型。2.根据权利要求1所述的单向纤维复合材料随机结构生成方法，其特征是，所述的初始状态纤维，通过先确定初始状态的纤维参数，然后在RVE窗口内生成完全紧密排布的纤维；再根据目标体积分数Vf计算所需移除的纤维数目并随机移除多余纤维得到。3.根据权利要求2所述的单向纤维复合材料随机结构生成方法，其特征是，所述的纤维参数包括纤维半径r、目标体积分数Vf、纤维边界之间最小距离lmin以及方形RVE窗口边长s。4.根据权利要求3所述的单向纤维复合材料随机结构生成方法，其特征是，所述的随机扰动是指：首先对RVE窗口内的每一纤维赋予随机距离l和随机角度θ，然后依次对每一纤维按照其随机距离和随...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱平，朱超，刘钊，陶威，陈卫，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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