一种考虑集料特征的三维随机数字试件生成方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑集料特征的三维随机数字试件生成方法，步骤为：通过数字图像技术或人工测量的方法，获取集料特征及统计参数；建立与指定粒径球体相内接的单个集料基本模型；通过编写函数设置随机平面，对基本模型进行平面切割，以获得更加复杂的集料空间结构；采用Gen均匀算法投放级配颗粒，并利用不规则集料进行替换；将不规则集料依次投放，并进行多次循环使粗集料堆积体达到指定高度；生成规则排列(相互接触但不重叠)颗粒，重构三相随机数字试件。本发明专利技术提供的一种三维随机数字试件生成方法，以集料特征和正态统计结果作为现实基础，利用简单集料模型和切割算法可以非常便捷、有效地实现三维不规则集料的投放，并结合沥青混合料的三相组分原理，可以构建出符合真实沥青混合料的细观结构。

A Method for Generating Three-dimensional Random Digital Specimens Considering Aggregate Characteristics

【技术实现步骤摘要】
一种考虑集料特征的三维随机数字试件生成方法
本专利技术涉及沥青混合料三维离散元仿真技术，尤其涉及一种考虑集料特征的三维随机数字试件生成方法。
技术介绍
沥青混合料不是传统力学所假定的均质材料，作为一种多相材料，其力学性质应由各组分(集料、沥青砂浆和空隙等)的性质和特征共同决定。其中，集料具有复杂的几何形状，目前技术成果也多集中于此，但是其生成算法很少引入真实集料特征的相关性参数，从而导致模型构建与实际情况仍存在一定差距。同时，建立细致入微的集料网络模型需要数目众多的细小单元，势必会大大增加运行所需内存，在现有计算机条件下这种方法不可取，因此还需对集料特征参数和混合料模型进行适当简化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术中存在的不足，提供一种考虑真实集料特征(投影面多边形和长短轴率)的沥青混合料数字试件生成方法，能够快速、有效地模拟沥青混合料三相空间结构和力学性能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种考虑集料特征的三维随机数字试件生成方法，包括以下步骤：步骤1，通过数字图像技术或人工测量的方法，获取集料特征及统计参数。步骤2，建立与指定粒径球体相内接的单个集料基本模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑集料特征的三维随机数字试件生成方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，通过数字图像技术或人工测量的方法，获取集料特征及统计参数。步骤2，建立与指定粒径球体相内接的单个集料基本模型。步骤3，通过编写函数设置随机平面，对基本模型进行平面切割，以获得更加复杂的集料空间结构。步骤4，采用Gen均匀算法投放级配颗粒，并利用不规则集料进行替换。步骤5，通过步骤4将不规则集料依次投放，并进行多次循环使粗集料堆积体达到指定高度。步骤6，生成规则排列(相互接触但不重叠)颗粒，重构三相随机数字试件。

【技术特征摘要】
1.一种考虑集料特征的三维随机数字试件生成方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，通过数字图像技术或人工测量的方法，获取集料特征及统计参数。步骤2，建立与指定粒径球体相内接的单个集料基本模型。步骤3，通过编写函数设置随机平面，对基本模型进行平面切割，以获得更加复杂的集料空间结构。步骤4，采用Gen均匀算法投放级配颗粒，并利用不规则集料进行替换。步骤5，通过步骤4将不规则集料依次投放，并进行多次循环使粗集料堆积体达到指定高度。步骤6，生成规则排列(相互接触但不重叠)颗粒，重构三相随机数字试件。2.如权利要求1所述的考虑集料特征的三维随机数字试件生成方法，其特征在于：步骤1中获得的不同粒径区间的集料特征包括特征投影面的多边形边数和集料的长短轴率，并对统计结果进行正态曲线回归得到特征参数。3.如权利要求1所述的考虑集料特征的三维随机数字试件生成方法，其特征在于：步骤2中所假定集料的基本模型为以正方形为底面的长方体，其正方形边长可通过集料最大粒径和填充单元半径关系利用均匀分布随机确定，而模型的高则采用高轴比的正态分布函数来决定。4.如权利要求1所述的考虑集料特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李崛，钱国平，白献萍，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43