[發(fā)明專利]一種混凝土骨料單元的二維隨機(jī)生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710150296.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN106874623B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏晉;徐彥帆;趙羽習(xí);金偉良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種混凝土骨料單元的二維隨機(jī)生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、確定待生成骨料單元的形狀參數(shù)

輸入待生成混凝土骨料單元的延性參數(shù)、圓度參數(shù)和棱角度參數(shù)的具體數(shù)值，這些具體值在0到1之間，并指定誤差1%-20%，從而確定待生成骨料單元各形狀參數(shù)范圍；

步驟2、隨機(jī)生成多邊形骨料單元

（2.1）做單位圓，在圓上任取關(guān)于圓心對(duì)稱的兩個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，用來標(biāo)定骨料模型的大小；

（2.2）在圓內(nèi)任取n個(gè)點(diǎn)，加上兩個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，做這些點(diǎn)的凸包，其中10≤n<30；

（2.3）將凸包頂點(diǎn)與圓心相連，從而將凸包劃分為成三角形集合；

（2.4）任意取一個(gè)步驟2.3生成的三角形，在此三角形內(nèi)任取一點(diǎn)，計(jì)算由新生成點(diǎn)與其所在三角形除圓心外頂點(diǎn)形成的凹角大小，如果凹角小于120度，則舍棄該點(diǎn)；重復(fù)取點(diǎn)，直到凹角大于等于120度，將該點(diǎn)與凸包各頂合并為骨料頂點(diǎn)集，順次連接各點(diǎn)從而獲得多邊形骨料單元；

步驟3、計(jì)算生成的多邊形骨料單元的形狀參數(shù)

（3.1）延性參數(shù)計(jì)算方法為：

先計(jì)算多邊形上任意兩頂點(diǎn)在某一方向上的垂直距離，其中最大值則為此方向的費(fèi)雷特徑；再分別求出所有方向的費(fèi)雷特徑，其中最大值為最大費(fèi)雷特徑，最小值為最小費(fèi)雷特徑，最后將最小費(fèi)雷特徑除以最大費(fèi)雷特徑即為此多邊形延性參數(shù)；

（3.2）圓度參數(shù)計(jì)算方法為：

計(jì)算多邊形的面積和周長(zhǎng)，再按照?qǐng)A度參數(shù)的計(jì)算式即可以得到骨料單元的圓度參數(shù)；

（3.3）棱角度參數(shù)計(jì)算方法為：

計(jì)算多邊形的面積和外接凸多邊形面積，再按照棱角度參數(shù)的計(jì)算式即可以得到骨料單元的棱角度參數(shù)；

步驟4、獲得多邊形骨料單元形狀

將步驟3計(jì)算生成的多邊形骨料單元的形狀參數(shù)與步驟1中得到的形狀參數(shù)范圍進(jìn)行比較，如果形狀參數(shù)落在對(duì)應(yīng)的形狀參數(shù)范圍內(nèi)，則保留該多邊形骨料單元；否則舍棄，重復(fù)步驟2-步驟3，直到獲得滿足要求的多邊形骨料單元形狀；

步驟5、生成混凝土骨料單元

將步驟4獲得的多邊形骨料單元形狀縮放至指定粒徑大小，最終生成混凝土骨料單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土骨料單元的二維隨機(jī)生成方法，其特征在于，所述步驟（2.2）中凸包的獲取方法如下：

將所需形成凸包的各點(diǎn)坐標(biāo)輸入Matlab自帶函數(shù)convexhull中，該函數(shù)通過運(yùn)算即可順次輸出包含這些點(diǎn)的最小凸多邊形頂點(diǎn)集，順次連接最小凸多邊形頂點(diǎn)集上的所有點(diǎn)，并獲得凸包。