[發(fā)明專利]一種考慮集料特征的三維隨機(jī)數(shù)字試件生成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711057858.1
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN109753667A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李崛;錢國平;白獻(xiàn)萍
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種考慮集料特征的三維隨機(jī)數(shù)字試件生成方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1，通過數(shù)字圖像技術(shù)或人工測量的方法，獲取集料特征及統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

步驟2，建立與指定粒徑球體相內(nèi)接的單個(gè)集料基本模型。

步驟3，通過編寫函數(shù)設(shè)置隨機(jī)平面，對基本模型進(jìn)行平面切割，以獲得更加復(fù)雜的集料空間結(jié)構(gòu)。

步驟4，采用Gen均勻算法投放級配顆粒，并利用不規(guī)則集料進(jìn)行替換。

步驟5，通過步驟4將不規(guī)則集料依次投放，并進(jìn)行多次循環(huán)使粗集料堆積體達(dá)到指定高度。

步驟6，生成規(guī)則排列(相互接觸但不重疊)顆粒，重構(gòu)三相隨機(jī)數(shù)字試件。

2.如權(quán)利要求1所述的考慮集料特征的三維隨機(jī)數(shù)字試件生成方法，其特征在于：步驟1中獲得的不同粒徑區(qū)間的集料特征包括特征投影面的多邊形邊數(shù)和集料的長短軸率，并對統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行正態(tài)曲線回歸得到特征參數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的考慮集料特征的三維隨機(jī)數(shù)字試件生成方法，其特征在于：步驟2中所假定集料的基本模型為以正方形為底面的長方體，其正方形邊長可通過集料最大粒徑和填充單元半徑關(guān)系利用均勻分布隨機(jī)確定，而模型的高則采用高軸比的正態(tài)分布函數(shù)來決定。

4.如權(quán)利要求1所述的考慮集料特征的三維隨機(jī)數(shù)字試件生成方法，其特征在于：步驟3中進(jìn)行一次切割可得到五邊形投影面，若重復(fù)切割步驟則可得到具有六邊形、七邊形和八邊形的集料投影平面，通過對每次隨機(jī)數(shù)θ的取值范圍進(jìn)行控制，經(jīng)測試表明需各隨機(jī)數(shù)均相差至少0.1，以保證每次切割的有效性。

5.如權(quán)利要求1所述的考慮集料特征的三維隨機(jī)數(shù)字試件生成方法，其特征在于：步驟4中所述替換方法是，首先導(dǎo)出各球的坐標(biāo)，然后通過編制程序用由步驟2和步驟3得到的不規(guī)則集料替代已生成的球體，其中集料位置由其基本單元的內(nèi)接球的球心來確定，可旋轉(zhuǎn)一定角度。

6.如權(quán)利要求1所述的考慮集料特征的三維隨機(jī)數(shù)字試件生成方法，其特征在于：步驟5中的集料堆積體預(yù)設(shè)投放空間應(yīng)為指定試件高度的2.0～3.0倍，控制上部墻體對試件進(jìn)行壓縮，直至達(dá)到預(yù)設(shè)試件高度，并通過其接觸平均接觸力小于0.01kN來判斷試件平衡。

7.如權(quán)利要求1所述的考慮集料特征的三維隨機(jī)數(shù)字試件生成方法，其特征在于：步驟6中的三相重構(gòu)方法為，通過判斷生成顆粒單元與原集料顆粒集合是否重疊，若重疊則定義為集料單元，反之為砂漿單元，最后隨機(jī)刪除一定數(shù)量的顆粒以實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的空隙率。