一种具有二维纤维编织结构的多层异质复合包壳管的三维参数化建模方法技术

本发明专利技术涉及一种具有二维纤维编织结构的多层异质复合包壳管的三维参数化建模方法，1：设置纤维束几何轮廓曲线的参数方程，将参数方程所包覆的空间实体化；2：建立完全包覆二维(2D)编织纤维束的六面体基体模型以及六面体界面和内衬金属模型，并利用布尔运算功能对各组分模型进行并集操作；3：根据实际包壳管的内径，将包含二维编织结构的六面体模型折弯为相应的弧度，并根据该弧度进行圆周阵列操作完成多层异质复合包壳管的建模。该参数化建模方法可解决多层异质复合包壳管组分模型不易建立完全，编织预制体层数不可控的局限性，同时可根据真实组分模型的几何尺寸灵活变动，节约建模时间，实现对多层异质复合包壳管的准确仿真和模拟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核燃料复合包壳管领域，涉及一种具有二维纤维编织结构的多层异质复合包壳管的三维参数化建模方法。

技术介绍

1、计算材料科学中的模拟技术对材料进行研究的优势在于它不但能够模拟各类实验过程，了解材料的内部微观性质及其宏观力学行为，并且在没有实际备制出这些新材料前就能预测它们的性能为设计出优异性能的新型结构材料提供强有力的理论指导。

2、sicf/sic陶瓷基复合材料作为核包壳管的候选材料之一。其连续sic纤维增韧sic基体的方式有缠绕和编织，但在相同的纤维体积分数和纤维角度下，编织结构的sic陶瓷基复合材料的力学性能要优于缠绕结构的sic陶瓷基复合材料。因此，对sicf/sic陶瓷基复合包壳管在核材料应用领域多集中在对sic纤维编织结构的研究。

3、同时为改善目前sicf/sic复合材料在低应力水平下基体开裂，不符合气密性标准。因此，又引入了一种由难熔金属和sicf/sic组成的新型包层结构，旨在提高气密性和提高事故容错能力。

4、目前在陶瓷基复合材料的模拟设计领域，大多采用有限元方法进行多尺度模拟设计，从而预测本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有二维(2D)纤维编织结构的多层异质复合包壳管的三维参数化建模方法，其特征在于步骤如下：

2.根据权利要求1所述具有二维纤维编织结构的多层异质复合包壳管的三维参数化建模方法，其特征在于：所述步骤1中描述纤维束不同方向上的几何轮廓曲线的几何轮廓曲线的参数方程，包括纤维束纵向截面和纤维束横向截面的4条曲线，即设定4个参数方程：

3.根据权利要求1所述具有二维纤维编织结构的多层异质复合包壳管的三维参数化建模方法，其特征在于：所述步骤1中2D编织纤维束的空间实体化时，首先使用COMSOL软件中的填充功能将纤维束横截面实体化时，然后以该横截面为源面，纤维束的纵向截...

【技术特征摘要】

1.一种具有二维(2d)纤维编织结构的多层异质复合包壳管的三维参数化建模方法，其特征在于步骤如下：

2.根据权利要求1所述具有二维纤维编织结构的多层异质复合包壳管的三维参数化建模方法，其特征在于：所述步骤1中描述纤维束不同方向上的几何轮廓曲线的几何轮廓曲线的参数方程，包括纤维束纵向截面和纤维束横向截面的4条曲线，即设定4个参数方程：

3.根据权利要求1所述具有二维纤维编织结构的多层异质复合包壳管的三维参数化建模方法，其特征在于：所述步骤1中2d编织纤维束的空间实体化时，首先使用comsol软件中的填充功能将纤维束横截面实体化时，然后以该横截面为源面，纤维束的纵向截面曲线为路径进行扫掠填充，实现2d编织纤维束的空间实体化。

4.根据权利要求1所述具有二维纤维编织结构的多层异质复合包壳管的三维参数化建模方法，其特征在于：所述步骤2中所描述的布尔运算并集功能是将六面体基体中包覆的2d编织纤维所占据的空间去除从而形成不规则形状的基体，即基体和2d编织纤维成为两个独立的几何模型。

5.根据权利要求1所述具有二维纤维编织结构的多层异质复合包壳管的三维参数化建模方法，其特征在于：所述步骤3中所描述的多层纤维预制体的多层为3层，通过对单层纤维预制体在厚度方向阵列2层纤维预制体，共计3层纤维预制体，实现3层纤维预制体的建模。

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫冲，梁爽，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：