复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立方法及装置，涉及复合材料建模技术领域，方法包括：确定复合材料对应的单胞模型中孔隙缺陷的数量和体积；根据每一个孔隙缺陷的体积，在单胞模型中选择若干个网格单元组成相应孔隙缺陷的孔隙单元群，孔隙单元群的数量为孔隙缺陷的数量；对于每一个孔隙单元群内的若干个网格单元，该若干个网格单元中的任意两个网格单元之间可通过该若干个网格单元中的其他网格单元连通；任意两个孔隙单元群不存在相同和相邻的网格单元；对每一个孔隙单元群内的网格单元赋予空气属性，得到复合材料大孔隙缺陷有限元模型。本方案，可以保证准确模拟大体积的孔隙缺陷，且该建模过程的计算量较低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立方法及装置


[0001]本专利技术实施例涉及复合材料建模
，特别涉及一种复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立方法及装置。

技术介绍

[0002]纤维增强陶瓷复合材料烧结难度大，受工艺参数的影响，材料中容易出现气孔等孔隙缺陷，在很大程度上也影响了材料的强化和韧性。可见，复合材料中的孔隙缺陷会对力学性能产生不利影响，因此，为研究和综合评估孔隙缺陷及其对力学性能的影响，需要针对包含孔隙缺陷的复合材料建立有限元模型，尤其需要建立复合材料的大孔隙缺陷有限元模型。
[0003]目前建立复合材料孔隙缺陷有限元模型时，一般是基于几何特征进行建模。但是，利用该方式建立的有限元模型几何结构复杂，网格划分后产生的畸形单元较多，不利于有限元模拟仿真，且计算量较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立方法及装置，能够保证对大孔隙缺陷的模拟更加准确，且能够降低建模过程的计算量。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立方法，包括：
[0006]确定复合材料对应的单胞模型中孔隙缺陷的数量和体积；所述单胞模型包括多个网格单元；
[0007]根据每一个孔隙缺陷的体积，在所述单胞模型中选择若干个网格单元组成相应孔隙缺陷的孔隙单元群，孔隙单元群的数量为孔隙缺陷的数量；对于每一个孔隙单元群内的若干个网格单元，该若干个网格单元中的任意两个网格单元之间可通过该若干个网格单元中的其他网格单元连通；任意两个孔隙单元群不存在相同和相邻的网格单元；
[0008]对每一个孔隙单元群内的网格单元赋予空气属性，得到复合材料大孔隙缺陷有限元模型。
[0009]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立装置，包括：
[0010]确定单元，用于确定复合材料对应的单胞模型中孔隙缺陷的数量和体积；所述单胞模型包括多个网格单元；
[0011]单元群生成单元，用于根据每一个孔隙缺陷的体积，在所述单胞模型中选择若干个网格单元组成相应孔隙缺陷的孔隙单元群，孔隙单元群的数量为孔隙缺陷的数量；对于每一个孔隙单元群内的若干个网格单元，该若干个网格单元中的任意两个网格单元之间可通过该若干个网格单元中的其他网格单元连通；任意两个孔隙单元群不存在相同和相邻的网格单元；
[0012]建模单元，用于对每一个孔隙单元群内的网格单元赋予空气属性，得到复合材料大孔隙缺陷有限元模型。
[0013]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
[0014]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。
[0015]本专利技术实施例提供了一种复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立方法及装置，针对复合材料中较大体积的孔隙缺陷，需要由复合材料对应单胞模型中的若干个网格单元来组成，使得若干个网格单元的体积之和满足相应孔隙缺陷的体积，且孔隙缺陷作为一个整体，组成孔隙缺陷的若干个网格单元是需要互通的，即对于每一个孔隙单元群内的若干个网格单元，该若干个网格单元中的任意两个网格单元之间可通过该若干个网格单元中的其他网格单元连通；且根据孔隙缺陷的数量，形成相应数量的孔隙单元群，且保证不同孔隙单元群不存在相同和相邻网格单元的，如此，可以在单胞模型中准确模拟出多个大体积的孔隙缺陷，从而得到复合材料大孔隙缺陷有限元模型。本方案，可以保证准确模拟大体积的孔隙缺陷，且通过选择网格单元组成孔隙单元群，并将孔隙单元群内的网格单元赋予空气属性，从而得到复合材料大孔隙缺陷有限元模型，该建模过程的计算量较低。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术一实施例提供的一种复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立方法流程图；
[0018]图2是本专利技术一实施例提供的一种电子设备的硬件架构图；
[0019]图3是本专利技术一实施例提供的一种复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立装置结构图。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]请参考图1，本专利技术实施例提供了一种复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立方法，该方法包括：
[0022]步骤100，确定复合材料对应的单胞模型中孔隙缺陷的数量和体积；所述单胞模型包括多个网格单元；
[0023]步骤102，根据每一个孔隙缺陷的体积，在所述单胞模型中选择若干个网格单元组成相应孔隙缺陷的孔隙单元群，孔隙单元群的数量为孔隙缺陷的数量；对于每一个孔隙单元群内的若干个网格单元，该若干个网格单元中的任意两个网格单元之间可通过该若干个网格单元中的其他网格单元连通；任意两个孔隙单元群不存在相同和相邻的网格单元；
[0024]步骤104，对每一个孔隙单元群内的网格单元赋予空气属性，得到复合材料大孔隙缺陷有限元模型。
[0025]本专利技术实施例中，针对复合材料中较大体积的孔隙缺陷，需要由复合材料对应单胞模型中的若干个网格单元来组成，使得若干个网格单元的体积之和满足相应孔隙缺陷的体积，且孔隙缺陷作为一个整体，组成孔隙缺陷的若干个网格单元是需要互通的，即对于每一个孔隙单元群内的若干个网格单元，该若干个网格单元中的任意两个网格单元之间可通过该若干个网格单元中的其他网格单元连通；且根据孔隙缺陷的数量，形成相应数量的孔隙单元群，且保证不同孔隙单元群不存在相同和相邻网格单元的，如此，可以在单胞模型中准确模拟出多个大体积的孔隙缺陷，从而得到复合材料大孔隙缺陷有限元模型。本方案，可以保证准确模拟大体积的孔隙缺陷，且通过选择网格单元组成孔隙单元群，并将孔隙单元群内的网格单元赋予空气属性，从而完成复合材料大孔隙缺陷有限元模型的建立，该建模过程的计算量较低。
[0026]下面描述图1所示的各个步骤的执行方式。
[0027]首先，针对步骤100，确定复合材料对应的单胞模型中孔隙缺陷的数量和体积；所述单胞模型包括多个网格单元。
[0028]对于纤维增强陶瓷复合材料，其孔隙缺陷发生在陶瓷基体中，在建立复合材料的有限元模型时，先忽略孔隙缺陷，建立不包含孔隙缺陷的有限元模型，然后针对有限元模型中用于模拟陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料大孔隙缺陷有限元模型建立方法，其特征在于，包括：确定复合材料对应的单胞模型中孔隙缺陷的数量和体积；所述单胞模型包括多个网格单元；根据每一个孔隙缺陷的体积，在所述单胞模型中选择若干个网格单元组成相应孔隙缺陷的孔隙单元群，孔隙单元群的数量为孔隙缺陷的数量；对于每一个孔隙单元群内的若干个网格单元，该若干个网格单元中的任意两个网格单元之间可通过该若干个网格单元中的其他网格单元连通；任意两个孔隙单元群不存在相同和相邻的网格单元；对每一个孔隙单元群内的网格单元赋予空气属性，得到复合材料大孔隙缺陷有限元模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每一个孔隙缺陷的体积，在所述单胞模型中选择若干个网格单元组成相应孔隙缺陷的孔隙单元群，包括：针对每一个孔隙缺陷，均按照如下方式得到该孔隙缺陷相应的当前孔隙单元群：S1、基于所述单胞模型中网格单元的网格体积和该孔隙缺陷的体积，确定网格单元的所需数量；S2、在所述单胞模型中选择一个未被选入孔隙单元群的网格单元，将该网格单元选入当前孔隙单元群中；S3、在所述单胞模型中剩余未被选入孔隙单元群的网格单元中，选择与该新选入当前孔隙单元群的网格单元的相邻围绕网格单元，将相邻围绕网格单元选入当前孔隙单元群中；并重复执行本步骤S3，直到当前孔隙单元群中的网格单元的数量与满足所需数量为止，得到该孔隙缺陷相应的当前孔隙单元群。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述当前孔隙单元群中的网格单元的数量与满足所需数量之后，在所述得到该孔隙缺陷相应的当前孔隙单元群之前，还包括：S4、确定当前孔隙单元群内的网格单元是否存在与已得到的其他孔隙单元群内的网格单元相邻，若存在相邻，则删除当前孔隙单元群内的网格单元，并重新执行步骤S2，直到步骤S4确定不存在相邻为止，则得到该孔隙缺陷相应的当前孔隙单元群。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述将相邻围绕网格单元选入当前孔隙单元群中之前，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：程业红，张传晖，张一欣，张帆，齐正磐，胡宁，赵丽滨，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：