[發(fā)明專利]一種基于邊界判別算法的混合料數(shù)值成型方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710260729.6 | 申請日： | 2017-04-20 |
| 公開（公告）號： | CN107229769B | 公開（公告）日： | 2020-08-25 |
| 發(fā)明（設計）人： | 馬濤;丁珣昊;黃曉明;張垚;葉勤 | 申請（專利權(quán)）人： | 東南大學 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F111/10 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 竇賢宇 |
| 地址： | 211189 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 邊界 判別 算法 混合 數(shù)值 成型 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于邊界判別算法的混合料數(shù)值成型方法，包括構(gòu)建數(shù)值顆粒庫；采用重力投放和墻加載壓實的方法成型混合料試件的粗集料輪廓骨架；標定粗集料骨架的上邊界，下邊界，左邊界以及右邊界；基于邊界判別算法，遍歷試件內(nèi)每一點位置，判斷該位置是否在顆粒外部，成型細集料顆粒；邊界篩除算法；識別并劃分粗集料和細集料，賦予微觀參數(shù)。該方法通過左右邊界判別，完成極不規(guī)則形狀且鏤空的粗集料骨架區(qū)域判斷，將重力投放粗集料骨架與原地判斷生成細集料相結(jié)合，以達到快速成型高密實度試件的目標，解決了現(xiàn)有重力投放無法壓實達到高密實度狀態(tài)、原地生成細集料時間較長的缺陷。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及道路工程，特別是涉及一種基于邊界判別算法的混合料數(shù)值成型方法。
背景技術(shù)
在道路工程數(shù)值離散模擬試驗中，首先需要生成數(shù)值試件，無論是瀝青混合料類、水泥穩(wěn)定類還是碎石類材料，都含有眾多大粒徑的粗集料顆粒以及小粒徑的細集料、膠結(jié)料顆粒。
在目前的道路工程數(shù)值模擬實驗方法中，粗細混合的數(shù)值模型一般有兩種生成方法，一是在試件內(nèi)生成所有離散單元，通過切割判別，將所有的離散單元分別劃分為粗集料與細集料，該種方法隨機性較大，粗集料形態(tài)擬合極不準確，且在試件內(nèi)全部生成離散單元費時費力；二是通過重力投放顆粒，實際模擬顆粒下落、壓密過程，該種方法在模擬顆粒成型前的轉(zhuǎn)動以及確定顆粒在試件內(nèi)的最終形態(tài)、轉(zhuǎn)動角度具有一定的優(yōu)勢，但采用重力投放、墻加載的方式存在重大缺陷，也是相關(guān)技術(shù)人員所知道的，就是僅僅采用重力投放成型的粗細集料混合的試件，試件非常難壓實到指定的密實狀態(tài)，低密實度的試件可以采用重力投放，但是高密實度的試件重力投放無法完成。
這是因為當試件內(nèi)存在粗細集料或者膠結(jié)料時，若采用重力投放，投放概率較難控制，部分粗集料會率先形成嵌擠結(jié)構(gòu)，細集料或者膠結(jié)料很難投放到形成嵌擠的空隙中去，這與實際不符合，另外和粗集料數(shù)量少不一樣，細集料由于顆粒半徑極小，數(shù)量巨大，采用重力投放，其下落總時間非常長，時間成本巨大。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：提供一種快速、精確地成型任何數(shù)值實驗試件的基于邊界判別算法的混合料數(shù)值成型方法。
技術(shù)方案：本發(fā)明的一種基于邊界判別算法的混合料數(shù)值成型方法，包括以下步驟：
(1)構(gòu)建數(shù)值顆粒庫；
(2)采用重力投放和墻加載壓實的方法成型混合料試件的粗集料輪廓骨架；
(3)標定粗集料骨架的上邊界，下下邊界，左邊界以及右邊界；
(4)基于邊界判別算法，遍歷試件內(nèi)每一點位置，判斷該位置是否在顆粒外部，成型細集料顆粒；
(5)邊界篩除算法；
(6)識別并劃分粗集料和細集料，賦予微觀參數(shù)。
進一步的，所述步驟(1)中，構(gòu)建的數(shù)值顆粒庫為二維顆粒庫或三維顆粒庫。
所述步驟(2)中，采用重力投放形成最初的粗集料試件，設定weight_4.75、weight_9.5、weight_13.2、weight_16以及weight_19分別表示每一步投放中二維試件內(nèi)成型的4.75mm、9.5mm、13.2mm、16mm以及19mm粗集料顆粒累計質(zhì)量；根據(jù)實驗級配，計算4.75mm、9.5mm、13.2mm、16mm以及19mm粗集料要求生成質(zhì)量，并分別以requireweight_4.75、requireweight_9.5、requireweight_13.2、requireweight_16以及requireweight_19表示；每當投放一個顆粒時，利用數(shù)顆粒庫內(nèi)相應顆粒面積和密度計算當前投放顆粒的質(zhì)量；若每一種粒徑顆粒的投放累計質(zhì)量沒有達到要求生成質(zhì)量，則繼續(xù)投放該粒徑顆粒，若達到要求投放質(zhì)量，則在后續(xù)的投放中停止投放該粒徑顆粒。
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