一种路面材料骨架结构的逆向三维重构与实体建模方法技术

本发明专利技术涉及一种路面材料骨架结构的逆向三维重构与实体建模方法，属于建筑工程技术领域。本发明专利技术包括步骤：试验集料的三维扫描；试验集料的3D打印；微型无线微惯性传感器的安装；含3D打印集料的混合料制备；点云坐标系的建立；点云坐标系的转换重建；三维实体重构建模；数值模拟分析。本发明专利技术能较真实的模拟混合料的实际情况，有效地研究混合料级配对混合料骨架结构的影响，为评价粗集料是否形成稳定的骨架结构提供新方法。

A reverse three-dimensional reconstruction and solid modeling method for the skeleton structure of pavement material

The invention relates to a reverse three-dimensional reconstruction and solid modeling method of the skeleton structure of a pavement material, which belongs to the technical field of architectural engineering. The present invention includes the steps of: test set of 3D scanning test material; aggregate 3D printing; micro wireless micro inertial sensor installation; with 3D printing mixture preparation material; the establishment of point cloud coordinates conversion; point cloud coordinates reconstruction; 3D reconstruction modeling; numerical simulation analysis. The invention can simulate the actual situation of the mixture more effectively, effectively study the influence of mixture level on the skeleton structure of the mixture, and provide a new method for evaluating whether the coarse aggregate has stable skeleton structure.

【技术实现步骤摘要】
一种路面材料骨架结构的逆向三维重构与实体建模方法
本专利技术涉及一种路面材料骨架结构的逆向三维重构与实体建模方法，属于建筑工程

技术介绍
早期研究中，为解决具体工程问题，研究者们多从宏观角度入手，以经验指标判定粗集料是否形成骨架。但工程实践表明，沥青混合料的宏观力学性能受其细观结构特征影响。因此，采用宏观尺度上的性能平均统计指标，无法准确地判定粗集料是否形成稳定的骨架结构。近年来，随着计算机与测试分析技术的发展，研究者运用数字图像处理技术对骨架的细观结构特征开展了大量研究工作。其中，二维数字图像处理利用沥青混合料试件的切片断面图像，获取骨架的细观结构信息，结合有限元、离散元等方法可对集料骨架的细观力学行为进行数值分析，但是二维数字图像处理技术无法描述骨架结构的三维空间信息，因此具有局限性；随着X-rayCT无损检测技术的发展，计算机层析扫描三维重建技术被引入沥青混合料细观结构研究领域，不仅可获取混合料内部结构的三维特征信息，还可识别混合料在荷载作用前后内部的细微变化，精细化地分析骨架结构在细观层次上的力学行为，但是X-rayCT技术目前可探测的试件尺寸有限，使用成本偏高，集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路面材料骨架结构的逆向三维重构与实体建模方法，其特征在于：包括如下几个步骤：试验集料的三维扫描；试验集料的3D打印；微型无线微惯性传感器的安装；含3D打印集料的混合料制备；点云坐标系的建立；点云坐标系的转换重建；三维实体重构建模；数值模拟分析。

【技术特征摘要】
1.一种路面材料骨架结构的逆向三维重构与实体建模方法，其特征在于：包括如下几个步骤：试验集料的三维扫描；试验集料的3D打印；微型无线微惯性传感器的安装；含3D打印集料的混合料制备；点云坐标系的建立；点云坐标系的转换重建；三维实体重构建模；数值模拟分析。2.根据权利要求1所述的路面材料骨架结构的逆向三维重构与实体建模方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：A、试验集料的三维扫描；应用非接触式三维激光扫描仪对试验用粗集料颗粒进行扫描，获得反映集料表面特征信息的高密度点云；应用逆向工程软件Imageware对三维点云数据进行处理，利用边界线与点云拟合成集料的曲面模型；在UG设计软件里通过曲面缝合与布尔运算，完成对粗集料颗粒的逆向三维实体建模；对后续试验中制备混合料试件用的每颗粗集料进行实体建模，编号后存入数据库；B、试验集料的3D打印；根据粗集料的路用质量技术要求，采用3D打印机导入集料的数字化模型，配以3D打印原材料制备3D打印集料样品；C、微型无线微惯性传感器的安装；首先将3D打印集料的一侧切开，之后将微型无线微惯性传感器置于其内部，然后用环氧树脂对其进行连接处理，各个粗集料内部的微型无线微惯性传感器都已进行编号，与粗集料的编号分别对应；D、含3D打印集料的混合料制备；将安装好微型无线微惯性传感器的3D打印集料替换原来的粗集料，将其与其它试验材料调配制备形成混合料；E、点云坐标系的建立；首先在逆向工程软件Imageware中建立代表集料空间位置的局部坐标系（P-u,v,w），以微型无线微惯性传感器靶心为原点P（u0,v0,w0），定义P-u轴、P-v轴、P-w轴方向，将粗集料扫描获得的表面轮廓特征点云数据导入逆向工程软件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洛克，保亮，赵成俊，张龙飞，李晓琴，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53