【技术实现步骤摘要】
一种单向复合材料细观有限元模型的参数化网格划分方法
本专利技术属于复合材料建模
，具体涉及一种单向复合材料细观有限元模型的参数化网格划分方法。
技术介绍
复合材料的力学行为与其细观结构密切相关，因此研究细观结构对其力学行为的影响具有重要意义。由于复合材料内部的细观结构复杂，通过试验的方法研究细观结构对其力学行为的影响成本较高，工作量较大，而且由于难以制备特定细观结构的测试试样，因此无法得到较为全面的分析结果。现有技术一般是通过数值分析方法解决上述问题，首先建立不同结构的复合材料细观有限元模型，然后通过有限元计算即可快速建立细观结构与其力学行为的联系。然而，有限元网格的形状和密度会对计算结果产生较大影响。对于复合材料细观模型而言这种影响更大，这是因为复合材料细观结构中各部分的形状和尺寸存在明显的差异，直接对其进行网格划分时，不同区域网格的密度和形状差异较大，难以保证各区域网格的有序变化，难以选择合适的网格尺寸。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的技术目的在于提供一种能建立细...
【技术保护点】
1.一种单向复合材料细观有限元模型的参数化网格划分方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：建立包含基体(1)、界面层和纤维单丝的单向复合材料细观几何模型；/n步骤2：将步骤1建立的细观几何模型划分出外部基体区域(101)和内部正方形块体区域(4)，过程为：/n在所述细观几何模型的横截面上，以每根纤维单丝为一个方格单元的中心，将模型内部区域划分为多个拼接在一起，且大小相等的内部正方形块体区域(4)；/n所述内部正方形块体区域(4)按照组分自内向外可划分为纤维单丝区域(3)、环形界面层区域(2)以及中部为圆孔的正方形基体区域(102)，且所述纤维单丝区域(3)、环形界面层区...
【技术特征摘要】
1.一种单向复合材料细观有限元模型的参数化网格划分方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：建立包含基体(1)、界面层和纤维单丝的单向复合材料细观几何模型；
步骤2：将步骤1建立的细观几何模型划分出外部基体区域(101)和内部正方形块体区域(4)，过程为：
在所述细观几何模型的横截面上，以每根纤维单丝为一个方格单元的中心，将模型内部区域划分为多个拼接在一起，且大小相等的内部正方形块体区域(4)；
所述内部正方形块体区域(4)按照组分自内向外可划分为纤维单丝区域(3)、环形界面层区域(2)以及中部为圆孔的正方形基体区域(102)，且所述纤维单丝区域(3)、环形界面层区域(2)和正方形基体区域(102)同心，即三者具有相同位置的中心点；
模型上下两侧，未被所有内部正方形块体区域(4)覆盖的基体区域，即外部基体区域(101)；
步骤3：对步骤2获得的所述内部正方形块体区域(4)进行分割，过程为：
3.1)在纤维单丝区域(3)的中心分割出一正方形纤维单丝区域(301)，所述正方形纤维单丝区域(301)与正方形基体区域(102)同心，但二者具有45°的相对偏转角度；
3.2)利用经过正方形纤维单丝区域(301)四个角的径向线，将正方形纤维单丝区域(301)以外的纤维单丝区域分割成四个大小相等的扇形区域(302)，设所述径向线为第一分割线(303)；
3.3)沿着正方形基体区域(102)两条对角线延伸的方向和横向中线、纵向中线延伸的方向，将环形界面层区域(2)平均分割成八段扇环区域(201)，将正方形基体区域(102)平均分割为八块四边形区域(102c)，设相邻扇环区域(201)之间的分割线为第二分割线(202)，相邻四边形区域(102c)之间压在对角线方向上的分割线为第三分割线(102a)，压在横向/纵向中线上的分割线为第四分割线(102b)；
步骤4：定义用线段分段数表示的划分参数LG_DIV作为模型网格划分密度的基准，以控制模型总体的网格密度；
步骤5：针对由所述四边形区域(102c)，通过约束单元长宽比的方式进行网格质量控制：
设四边形区域(102c)划分后长宽比小于n，网格单元的约束方程如下，
其中，L1，L2，L3和L4分别为四边形区域(102c)四条边的长度，L4边即四边形区域(102c)的圆弧边，L1边为与圆弧边相对的边，L3边是与第三分割线(102a)共线的边，L4...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋迎东，于国强，高希光，贾蕴发，杜金康，董洪年，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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