[发明专利]一种建立含缺陷的材料模型的有限元建模方法

权利要求书

1.一种建立含缺陷的材料模型的有限元建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、简化缺陷材料中的孔隙形状，得到缺陷样本；

步骤S1包括利用显微镜获取缺陷材料中的孔隙形状；将孔隙形状中不规则的几何形状简化成规则的几何形状，得到缺陷样本；

S2、通过数学软件建立所述缺陷样本的数据模型的生成程序；

S3、在数学软件中运行所述生成程序，得到缺陷样本的数据模型；

S4、在有限元建模分析软件中建立无缺陷的材料模型，并导入步骤S3得到的缺陷样本的数据模型，生成含缺陷的材料模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述缺陷样本的数据模型为二维数据模型或三维数据模型；

当所述缺陷样本的数据模型为二维数据模型时，所述规则的几何形状为二维圆形孔洞或二维直线型；

当所述缺陷样本的数据模型为三维数据模型时，所述规则的几何形状为三维球体孔洞或三维直线型裂纹。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S4之后还包括：

S5、将所述含缺陷的材料模型导入有限元建模分析软件，当步骤S3得到的数据模型为二维模型时，将所述含缺陷的材料模型的空间参数修改为二维模式。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：步骤S2中所述缺陷样本的数据模型的生成程序包括定义缺陷材料参数、定义孔隙参数和定义随机孔隙函数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述缺陷材料参数包括：缺陷材料的形状、尺寸；孔隙参数包括：孔隙形状参数、孔隙尺寸参数、孔隙率和孔隙分布范围。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S3还包括：在数学软件中，多次运行所述缺陷样本的数据模型的生成程序，生成多个数据模型，根据缺陷材料的孔隙的分布特征，从多个数据模型中选择与所述缺陷材料的孔隙的分布特征最接近的数据模型。

7.根据权利要求1、2、3或5任一项所述的方法，其特征在于，步骤S3还包括：在数学软件中，多次运行所述缺陷样本的数据模型的生成程序，生成多个数据模型，根据缺陷材料的孔隙的分布特征，从多个数据模型中选择与所述缺陷材料的孔隙的分布特征最接近的数据模型。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4还包括以下步骤：

在有限元建模分析软件中根据缺陷材料的外形轮廓建立不含有孔隙的材料模型；

导入步骤S3得到的缺陷样本的数据模型，生成孔隙模型；

对所述不含有孔隙的材料模型和所述孔隙模型进行布尔相减运算操作，得到含缺陷的材料模型。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述随机孔隙函数在运行后，生成孔隙的位置参数；所述位置参数包括孔隙的坐标和孔隙间距。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，孔隙形状参数包括：圆孔半径或缝隙长度；

孔隙尺寸参数包括：孔隙最大尺寸、孔隙最小尺寸；

所述孔隙率为孔隙占缺陷材料总面积的比例。