[發明專利]基于離散元的單向增強復合材料代表性體元的生成方法

有效

• 申請號: 201810049537.5
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108304628B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 費慶國;柳友志;張大海;張培偉;王猛
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于離散元的單向增強復合材料代表性體元的生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)根據給定纖維參數計算纖維個數N、實際體積分數α’和第一纖維半徑r1，其中所述纖維參數包括RVE幾何尺寸、目標纖維體積分數α、目標纖維半徑R，其中RVE幾何形狀為矩形，其幾何尺寸包括長a、寬b，所述計算方法如下：

纖維個數：[]為取整符號；

實際體積分數：

第一纖維半徑：其中k為調整因子；

2)基于第一纖維半徑r1在給定尺寸RVE中生成纖維；

3)將纖維半徑擴大至第二纖維半徑r2，基于離散元法對生成的纖維進行位置計算和判斷，對超出RVE的纖維予以處理使最終生成的纖維呈周期性分布，得到纖維最終坐標和半徑；

4)將纖維最終坐標及半徑按格式輸出，結合RVE的尺寸，獲得RVE的二維圖形。

2.根據權利要求1所述的基于離散元的單向增強復合材料代表性體元的生成方法，其特征在于，所述步驟3)中第二纖維半徑r2設置為目標纖維半徑R。

3.根據權利要求1所述的基于離散元的單向增強復合材料代表性體元的生成方法，其特征在于，所述步驟3)中基于離散元法對生成的纖維進行位置計算和判斷，對超出RVE的纖維予以處理使最終生成的纖維呈周期性分布，得到纖維最終坐標和半徑包括以下步驟：

31)在每個計算循環內，由離散元法計算出該循環結束時的纖維位置坐標；

32)判斷纖維是否運動至RVE外，如果是，則在相對邊界外生成一等大纖維并賦相同速度，進入下一步驟；如果否，直接進入下一步驟；

33)判斷循環步驟是否達到上限，如果是，進入下一步驟；如果否，使循環步驟遞增并返回第31)步；

34)使所有纖維靜止，記錄此時纖維坐標，保留在RVE內部的纖維部分。

4.根據權利要求1所述的基于離散元的單向增強復合材料代表性體元的生成方法，其特征在于，還包括，將得到的二維圖形沿垂直平面方向拉伸，獲得RVE的三維圖形。