一种快速构建非均质材料细观数值模型的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速构建非均质材料细观数值模型的方法，涉及材料的细观多尺度力学性能分析领域，具体为：建立一个空间区域，并在该区域内部随机生成相互不干涉的球形空隙结构；为上述空间区域施加狄利克雷边界条件，赋予基于应变能势函数的不可压缩超弹性材料本构模型，并采用任意ALE自适应网格划分方法对其进行网格离散；利用有限单元法对上述的非线性弹性边值问题进行求解，通过驱动内部空隙区域自发生长来生成细观空隙结构；通过几何重构与几何缩放操作，完成非均质材料细观数值模型的构建。本发明专利技术解决了现有技术中算法复杂度高、构建效率低等问题，丰富了非均质材料多层次、跨尺度的细观力学性能分析手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料的细观多尺度力学性能分析领域，具体为一种快速构建非均质材料细观数值模型的方法，非均质材料如多胞材料、混凝土、颗粒增强复合材料等。

技术介绍

1、大部分的天然材料以及人造材料往往都会表现出明显的非均质特性。例如：蜂窝、泡沫铝等多胞材料、混凝土、颗粒增强复合材料等。同时，非均质材料优异的力学性能也使其在航空航天、吸能防护等众多领域得到了广泛的应用。由于非均质材料的宏观力学性能与其细观结构之间有着密切的联系，因此对非均质材料开展多层次、跨尺度的细观力学性能分析已逐渐成为研究热点。其中，如何快速、高效的建立能够真实反映非均质材料细观结构参数（如：胞孔形态、骨料级配、孔径分布、相对密度、体积分数等）的细观数值模型就变得尤为重要。

2、目前，非均质材料细观数值模型主要有两种常用的建模方法：

3、1）基于ct扫描成像的图像处理法：该方法基于ct扫描重构技术，能够真实的反映非均质材料的细观空隙或骨料结构。但该方法容易受实验设备的制约，当ct设备的分辨率较低时，则无法有效的对细观结构进行区分和表征，从而对后续的数值仿真产生一定的影响本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种快速构建非均质材料细观数值模型的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种快速构建非均质材料细观数值模型的方法，其特征在于：步骤S1具体如下：

3.根据权利要求2所述的一种快速构建非均质材料细观数值模型的方法，其特征在于：步骤S1-2中的实验测试数据包括：Ⅰ：建立混凝土细观模型时，测定骨料个数、粒径分布、体积分数；Ⅱ：建立多孔材料细观模型时，测定胞孔个数、孔径尺寸、相对密度；所述概率分布函数包括正态分布函数、泊松分布函数。

4.根据权利要求3所述的一种快速构建非均质材料细观数值模型的方法，其特征在于：p>

5.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种快速构建非均质材料细观数值模型的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种快速构建非均质材料细观数值模型的方法，其特征在于：步骤s1具体如下：

3.根据权利要求2所述的一种快速构建非均质材料细观数值模型的方法，其特征在于：步骤s1-2中的实验测试数据包括：ⅰ：建立混凝土细观模型时，测定骨料个数、粒径分布、体积分数；ⅱ：建立多孔材料细观模型时，测定胞孔个数、孔径尺寸、相对密度；所述概率分布函数包括正态分布函数、泊松分布函数。

4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏步云，崔伟玲，肖革胜，邱吉，金涛，李志强，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：