【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料数值模拟，具体地涉及在comsol multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法。
技术介绍
1、复合材料作为常用的工程材料，其力学性能、材料耐久性以及极限应力状态下的破坏特征都值得深入研究。有限元数值模拟作为实验研究的重要补充，是研究复合材料性能的重要手段，也是探究复合材料行为机理的重要方法。发展高效可靠的数值模拟方法，是研究复合材料行为机理的重要研究方向。
2、近年来，细观力学理论成为了研究复合材料力学性能的重要理论与方法。在细观力学理论中，复合材料一般可以被划分为基质，嵌入物以及两者间的界面过渡区；以混凝土为例：细观上可以被划分为：水泥砂浆，骨料以及两者间的界面过渡区interfacetransition zone。
3、不少研究学者基于细观力学方法，对复合材料的力学性能开展了数值模拟研究。在复合材料力学性能研究中，细观黏聚力模型meso cohesive model应用广泛。开展细观黏聚力模型数值模拟工作首先需要对几何模型进行网格划分，核心关键在于网格单元间的接触定义。
4、另一方面comsol multiphysics作为一款具有处理多场耦合计算能力的软件，近年来得到了极大的发展。然而，现有技术中，采用comsol multiphysics在针对复合材料的细观粘聚力模型研究应用中存在着不足和局限。
5、现有技术的缺陷在于：
6、1.由于comsol multiphysics对接触定义均是基于几何域，针对模型边界展开的，不同
7、2.由于comsol multiphysics无法针对每个单元执行，从而严重制约了comsolmultiphysics有限元平台在复合材料数值模拟计算方面的发展和应用。
8、经检索，目前尚无采用利用comsol multiphysics实现细观黏聚力模型建模的现有技术公开。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述问题，提供在comsol multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其目的在于充分发挥comsol multiphysics有限元平台在复合材料数值模拟计算方面的发展和应用价值。
2、为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：
3、一种在comsol multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，包括以下步骤：
4、s100.生成代表体积元rev；所述代表体积元rev在细观内含随机嵌入物；s200.对所述代表体积元rev进行自由网格划分；
5、s300.在comsol multiphysics有限元平台上对细观黏聚力模型进行建模操作。
6、优选地，s100具体包含以下步骤：
7、s110.输入所述代表体积元rev的尺寸和内部所述随机嵌入物的尺寸分布特征；
8、s120.通过随机嵌入物生成程序，生成mat数组信息；所述mat数组信息包含所述随机嵌入物的尺寸、所述随机嵌入物的空间分布特征。
9、优选地，s120具体包含以下步骤：
10、s121.在所述代表体积元rev內随机生成一个随机嵌入物核心；所述随机嵌入物核心为所述代表体积元rev內的一个点；然后根据所述随机嵌入物核心的位置做出如下操作：
11、如果所述随机嵌入物核心在已生成的所述随机嵌入物的内部，则放弃并剔除这个所述随机嵌入物核心；然后重新再次执行s121；
12、如果所述随机嵌入物核心不在已生成的所述随机嵌入物的内部，则执行s122；
13、s122.读取当前的所述随机嵌入物的径粒区间；所述随机嵌入物的径粒区间用于表征所述随机嵌入物的尺寸的上限与下限；所述粒径区间有多个级别，由人工预设，依次上限与下限减小，且所述粒径区间之间无交集；然后在所述随机嵌入物的尺寸范围内随机生成包裹住所述随机嵌入物核心的随机封闭多边形作为所述随机嵌入物；然后根据所述随机嵌入物的位置做出如下操作：
14、如果当前生成的所述随机嵌入物与已生成的所述随机嵌入物有交点，则放弃并剔除这个所述随机嵌入物；然后重新再次执行s122；
15、如果当前生成的所述随机嵌入物与已生成的所述随机嵌入物无交点或相切，则执行s123；
16、s123.用所述mat数组信息记录s122中生成的所述随机嵌入物的所述随机嵌入物核心和所述随机封闭多边形的曲线表达式；然后对当前已投入的所述随机嵌入物的粒径组分进行区分；所述粒径组分用于表征已生成的所述随机嵌入物的尺寸；根据这个所述随机嵌入物的所述粒径组分投入到对应的所述粒径区间；然后计算当前所述粒径区间的占比；
17、s124.将s123中计算得到的所述粒径区间的占比与人工预设的尺寸占比目标进行比较；然后根据比较结果，做出如下操作：
18、如果s123中计算得到的所述粒径区间的占比尚未达到所述尺寸占比目标，则重新再次执行s121；
19、如果s123中计算得到的所述粒径区间的占比已达到所述尺寸占比目标，则执行s125；
20、s125.判断是否所有的所述径粒区间都已达到对应的所述尺寸占比目标；然后根据判断结果做出如下操作：
21、如果判断结果为尚有所述径粒区间未达到对应的所述尺寸占比目标，则将下一级所述粒径区间置为当前的所述粒径区间；然后回到并重新执行s121；
22、如果判断结果为所有所述径粒区间都已达到对应的所述尺寸占比目标，则完成并结束s120。
23、优选地，s200具体包含以下步骤：
24、s210.在ansys中对所述代表体积元rev进行自由网格划分；
25、s220.将网格划分结果输出保存为txt文档。
26、优选地，s220具体包含以下步骤：
27、s221.根据s210中获得的ansys网格自由划分结果，对嵌入物、基质以及所述嵌入物与所述基质间的界面过渡区内的单元，分别读取节点位置信息；
28、s222.按照单元编号，依次将s221中读取的单元的所述节点位置信息存储写入txt。
29、优选地，s300具体包含以下步骤：
30、s310.利用comsol with matlab建立离散化细观模型；
31、s320.在comsol multiphysics中进行接触建模操作、网格划分操作、单元指定操作。
32、优选地，s310具体包含以下步骤：
33、s311.在comsol with matlab中利用进行离散化细观建模；
34、s312.以多边形矢量数据的方式读取s222中由ansy本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在Comsol Multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的在Comsol Multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：S100具体包含以下步骤：
3.根据权利要求2所述的在Comsol Multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：S120具体包含以下步骤：
4.根据权利要求3所述的在Comsol Multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：S200具体包含以下步骤：
5.根据权利要求4所述的在Comsol Multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：S220具体包含以下步骤：
6.根据权利要求5所述的在Comsol Multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：S300具体包含以下步骤：
7.根据权利要求6所述的在Comsol Multiphysics有限元软件
8.根据权利要求7所述的在Comsol Multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：S320具体包含以下步骤：
9.根据权利要求8所述的在Comsol Multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：S321具体包含以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种在comsol multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的在comsol multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：s100具体包含以下步骤：
3.根据权利要求2所述的在comsol multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：s120具体包含以下步骤：
4.根据权利要求3所述的在comsol multiphysics有限元软件中实现细观黏聚力模型建模的方法，其特征在于：s200具体包含以下步骤：
5.根据权利要求4所述的在comsol multiphysics有限元软件中实现细观黏...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻鹏，姚晓敏，年夫喜，张祥菊，冯细霞，
申请(专利权)人：湖北省水利水电规划勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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