一种二维任意形状骨料颗粒离散元数值试样建模方法技术

本发明专利技术涉及一种二维任意形状骨料颗粒离散元数值试样建模方法，属于混凝土技术领域，用于为混凝土的力学行为模拟提供保障。本发明专利技术提供的二维任意形状骨料颗粒离散元数值试样建模方法，首先，通过在Matlab中构建等于数值试样尺寸的计算区域，在此区域内随机生成一定级配的二维任意形状骨料颗粒；其次，将所构建的计算区域内信息进行分组，骨料为一组，其余区域为一组，将分组信息导出；然后，依据指定孔隙率，在离散元软件中生成单一颗粒形状的数值试样区域，随后将分组信息导入，构建出骨料区域及基质区域；最后，赋予多重接触模型，并设定相关模型参数及物理参数。相关模型参数及物理参数。相关模型参数及物理参数。

【技术实现步骤摘要】
一种二维任意形状骨料颗粒离散元数值试样建模方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
，特别涉及一种二维任意形状骨料颗粒离散元 数值试样建模方法。

技术介绍

[0002]混凝土被认为是由粗骨料、砂浆基质以及骨料
‑
砂浆界面层等组成的三相 复合材料。在外力的作用下，混凝土细观结构的多相性及不均匀性会控制其细 观尺度的损伤基质以及宏观力学特性。目前常用的有限元模拟软件基于连续介 质理论，把物体划分为有限个单元，节点之间用数学方程联系起来，而实际混 凝土的破坏是不连续的，而离散元可从微观结构角度研究混凝土的不连续断裂 及力学特性和行为，因此离散元在混凝土模拟中的应用愈加广泛。
[0003]然而，目前离散元软件中难以直接生成随机形状的骨料颗粒，因而需采用 技术手段解决这一缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种二维任意形状骨料颗粒离散元数值试样建模 方法，为后续混凝土的力学行为模拟提供保障。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种二维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维任意形状骨料颗粒离散元数值试样建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、在Matlab中构建等于数值试样尺寸的计算区域，在此区域内随机生成一定级配的二维任意形状骨料颗粒；步骤S2、将所述步骤S1的计算区域内信息进行分组，骨料为一组，其余区域为一组，并将分组信息导出；步骤S3、依据指定孔隙率，在离散元软件中生成单一颗粒形状的数值试样区域(x,y)，其中x∈[
‑
W/2,W/2]，y∈[
‑
H/2,H/2]，随后将步骤S2中的分组信息导入，构建出骨料区域及基质区域；步骤S4、赋予多重接触模型：将骨料内部颗粒间接触模型设定为接触粘结模型，将基质颗粒间接触模型设定为位移软化模型，将骨料与基质颗粒间接触模型设定为位移软化模型，将墙体与颗粒间接触模型设定为线性接触模型，并设定相关模型参数及物理参数。2.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述步骤S1中二维任意形状骨料颗粒的真实形貌信息通过X
‑
ray CT扫描的方式获得。3.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述步骤S1中二维任意形状骨料颗粒为圆形骨料颗粒或者凸多边形骨料颗粒或者不规则骨料颗粒。4.根据权利要求3所述的建模方法，其特征在于，所述圆形骨料颗粒生成步骤包括：步骤k1、在试样区域内随机生成圆形骨料颗粒粒径大小的随机圆；步骤k2、判断新生成骨料是否与已生成骨料重叠，不重叠则生成，否则将重新投放；步骤k3、当随机圆面积达到该等级骨料面积时退出，生成下一级骨料。5.根据权利要求3所述的建模方法，其特征在于，所述凸多边形骨料颗粒生成步骤包括：步骤d1、设置多边形骨料颗粒的体积分数、骨料最小粒径及最大粒径；步骤d2、生成一个直径接近于骨料粒径大小的随机圆，在此圆的基础上随机生成一个内接于该圆的n边形，采用拉尔文公式确定凸多边形骨料的面积，当凸多边形骨料面积小于相应圆形骨料面积时，进行骨料延拓；步骤d3、判断新生...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱然，王圣怡，占羿箭，
申请(专利权)人：上海建工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：