一种基于最大/最小距离判断的纤维随机分布RVE生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于最大/最小距离判断的纤维随机分布RVE生成方法，涉及纤维增强复合材料计算细观力学领域。纤维随机分布RVE的模拟是纤维增强复合材料计算细观力学中的一大难题，本发明专利技术基于纤维间最大最小距离判断，提出了一种纤维随机分布RVE生成方法，该方法无需进行纤维间所有两两距离判断，仅包含6个输入参数，结构简单，易于编程实现，能够有效生成纤维体积分数63％以下的纤维随机分布RVE，为复合材料多尺度计算力学中细观结构建模提供了一种新算法。供了一种新算法。供了一种新算法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最大/最小距离判断的纤维随机分布RVE生成方法


[0001]本专利技术涉及纤维增强复合材料计算细观力学领域，尤其涉及一种基于最大/最小距离判断的纤维随机分布RVE生成方法。

技术介绍

[0002]纤维增强复合材料(Fiberreinforcedcomposites,FRC)目前已经被广泛地应用于航空航天领域，为确保飞行器结构安全可靠，世界各国的研究人员对纤维增强复合材料的损伤行为和结构强度开展了大量研究。其中，有限元方法(Finiteelementmethod,FEM)是一种被普遍采用的复合材料力学计算方法。随着计算机技术的发展和高精度表征测试技术的进步，基于FEM的复合材料计算细观力学已经目前最有前景的计算方法之一。描述纤维增强复合材料微结构的代表体积元(Representativevolume element,RVE)是复合材料计算细观力学的关键模型。通常，RVE由纤维和基体两部分构成。在复合材料计算细观力学领域，纤维在经典RVE模型截面上被认为是均匀一致分布的。事实上，纤维是随机分布在RVE截面上的。
[0003]为模拟出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于最大/最小距离判断的纤维随机分布RVE生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设置算法输入参数；S2：在草图计算域内生成第1根纤维截面；S3：设置纤维截面与草图计算域边界的边界冲突解决方法；S4：在草图计算域内随机生成第i根纤维截面，根据步骤S3中的边界冲突解决方法和步骤S1中的输入参数对第i根纤维截面进行修正；S5：判断i是否满足i<N，若满足，循环步骤S4；N表示需要生成的纤维数量；若不满足，则完成纤维截面随机分布二维草图的生成；S6：基于步骤S5生成的纤维截面随机分布二维草图，装配得到三维纤维随机分布RVE。2.根据权利要求1所述的一种基于最大/最小距离判断的纤维随机分布RVE生成方法，其特征在于，步骤S1的具体操作包括以下步骤：S101：设置草图计算域为边长为2a的正方形，纤维半径为r，纤维体积分数V
f
＝Nπr2/(4a2)；S102：设置第i根纤维截面圆心与已经生成的其他纤维截面圆心间最小距离为l
min
，第i根纤维截面圆心与其邻间纤维截面圆心的最大距离为l
max1
，第i根纤维截面圆心与已经生成的其他纤维截面圆心间最大距离为l
max2
。3.根据权利要求2所述的一种基于最大/最小距离判断的纤维随机分布RVE生成方法，其特征在于，步骤S2的具体操作为：在x
‑
y平面内，基于梅森旋转算法，从x1∈(
‑
a
‑
r,a+r)和y1∈(
‑
a
‑
r,a+r)随机确定出第1个纤维截面圆心坐标(x1,y1)。4.根据权利要求3所述的一种基于最大/最小距离判断的纤维随机分布RVE生成方法，其特征在于，步骤S3的边界冲突解决方法具体操作为：当第i根纤维截面与计算域边界相交时，在草图计算域冲突边界的对立边界生成第i根纤维截面的额外纤维截面，所述额外纤维截面位于草图计算域内；同时，移除草图计算域外的纤维截面部分。5.根据权利要求4所述的一种基于最大/最小距离判断的纤维随机分布RVE生成方法，其特征在于，步骤S4的具体操作包括以下步骤：S401：基于梅森旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正伟，寇光杰，陈家威，田干，谢星宇，朱杰堂，肖俊玲，蔡辉，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：