[发明专利]随机弥散夹杂体高填充装量下夹杂体位置确定方法

权利要求书

1.随机弥散夹杂体高填充装量下夹杂体位置确定方法，其特征在于：

步骤如下：

步骤1：确定随机弥散夹杂体的复合材料几何参数、夹杂体的几何参数，确定夹杂体在复合材料内部随机弥散的区域和该区域的几何参数，该区域作为夹杂体在复合材料内填充的限制区域；

步骤2：在离散元素法软件中根据复合材料几何参数构建复合材料的实际几何形状，将几何形状转变为墙体，根据弥散区域几何参数构建弥散区域的几何形状，将该区域作为夹杂体填充的容器，并把几何形状转变为墙体；

步骤3：判断夹杂体是否需要构建模板，如果夹杂体为球形颗粒，则无需构建颗粒模板，直接用球形颗粒作为填充颗粒，若夹杂体为非球形颗粒，则需要先行构建夹杂体的球形颗粒填充模板作为后续的填充颗粒，不规则夹杂体需要先按其几何参数建立几何形状，在该几何形状中进行球形颗粒填充达到不规则几何形状的要求；

步骤4：判断夹杂体生成数量的要求，若夹杂体需要生成的数量为最大填充数量的理论值的74％时，则夹杂体填充需要考虑与原尺寸等大小的夹杂体以实现空间利用率的最大化，若夹杂体需要生成的数量明显小于最大填充数量的理论值，则不必考虑与原尺寸等大小的夹杂体；

步骤5：根据步骤4的判断，当需要考虑与原尺寸等大小的夹杂体时，规定虚拟夹杂体尺寸包括原尺寸和原尺寸增加预设厚度后的夹杂体，每两个实际原尺寸夹杂体之间的距离为虚拟夹杂体相比原尺寸增加的厚度之和，增加厚度的大小为多种情况，只要能满足填充数量要求即可，如果要求实际弥散的夹杂体不能相互接触，则在弥散区域内生成原尺寸夹杂体的体积份额不小于0且为所有尺寸类型中份额最小，当不需要考虑原尺寸等大小的夹杂体时，虚拟夹杂体全部为原尺寸增加后的的夹杂体，增加厚度的大小在满足填充数量要求下为多种情况，无论虚拟夹杂体的尺寸如何变化，生成所有尺寸类型夹杂体的体积份额总和等于1；

步骤6：按步骤5规定虚拟夹杂体尺寸类型及相应体积份额，在弥散区域容器中生成虚拟夹杂体，达到所有虚拟夹杂体受力平衡后删除不属于弥散区域容器内的虚拟夹杂体，再次达到所有虚拟夹杂体受力平衡，作为虚拟夹杂体的初次生成情况；

步骤7：根据步骤6的初次生成情况统计生成颗粒的个数，判断颗粒个数是否满足指定的体积份额，若满足指定体积份额要求的数量，则跳至步骤8，若不满足指定体积份额要求的数量，则调整步骤6的尺寸分布对应的体积份额，生成虚拟夹杂体并统计虚拟夹杂体数量，达到所有虚拟夹杂体受力平衡后删除不属于弥散区域容器内的虚拟夹杂体，再次达到所有虚拟夹杂体受力平衡，不断进行虚拟夹杂体生成直到满足按原尺寸夹杂体计算的数量要求；

步骤8：继承步骤7满足虚拟夹杂体生成指定体积份额情况下，各尺寸分布对应的体积份额；

步骤9：搜索生成的所有夹杂体，储存夹杂体的位置坐标，按顺序遍历所有夹杂体的位置坐标，计算所有夹杂体质心距离并找到最小值；

步骤10：判断所有虚拟夹杂体质心距离的最小值，当最小值大于指定的参考距离，则跳至步骤11，当最小值不大于指定的参考距离时，需要在步骤8继承的体积份额下进行虚拟夹杂体的生成和步骤9的最小距离判断过程，直到统计的最小距离超过指定的参考距离；

步骤11：指定最终虚拟夹杂体的生成状态名称并保存；

步骤12：离散元素法软件中调用已命名的状态名称文件，指定输出的文件名称及文件类型，输出该状态名称文件下虚拟夹杂体的位置信息。

2.根据权利要求1所述的随机弥散夹杂体高填充装量下夹杂体位置确定方法，其特征在于：所述的离散元素法软件为PFC、Yade、EDEM、GDEM或MatDEM。