[发明专利]基于离散元的单向增强复合材料代表性体元的生成方法

摘要

本发明公开了一种基于离散元的单向增强复合材料代表性体元的生成方法，属于复合材料仿真以及数值模拟技术领域。该方法包括以下步骤：给定RVE的几何尺寸、纤维体积分数和纤维半径，其中纤维横截面为圆形，生成过程中将纤维视为基本的离散元，RVE剩余部分视为基体，即可生成满足参数的代表性体元；生成纤维的过程是随机的，生成的纤维在空间上是周期性分布的，即纤维在代表性体元的上边界和下边界、左边界和右边界的分布规律完全一致，所生成的代表性体元不依赖纤维的预先分布和排列，能够得到纤维体积分数很大的代表性体元。

主权项

1.一种基于离散元的单向增强复合材料代表性体元的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据给定纤维参数计算纤维个数N、实际体积分数α’和第一纤维半径r1，其中所述纤维参数包括RVE几何尺寸、目标纤维体积分数α、目标纤维半径R，其中RVE几何形状为矩形，其几何尺寸包括长a、宽b，所述计算方法如下：纤维个数：[]为取整符号；实际体积分数：第一纤维半径：其中k为调整因子；2)基于第一纤维半径r1在给定尺寸RVE中生成纤维；3)将纤维半径扩大至第二纤维半径r2，基于离散元法对生成的纤维进行位置计算和判断，对超出RVE的纤维予以处理使最终生成的纤维呈周期性分布，得到纤维最终坐标和半径；4)将纤维最终坐标及半径按格式输出，结合RVE的尺寸，获得RVE的二维图形。