[发明专利]一种用于VCFEM分析的高体积分数RVE模型生成方法

权利要求书

1.一种用于VCFEM分析的高体积分数RVE模型生成方法，其特征在于步骤包括：

1)输入颗粒增强复合材料的参数，所述参数包括各级级配的粒径r_i以及体积分数V_fi，其中1≤i≤k，k为级配的级数；

2)分别将各级级配的粒径r_i等效为最小级配粒径r₁，根据最少需要的最小级配颗粒数量(n₁)_min以及等效系数m_i计算各级级配最少需要的颗粒数量(n_i)_min，累加各级级配最少所需的颗粒数量(n_i)_min得到总的颗粒数量，根据总的颗粒数量和最小级配粒径r₁估计最小RVE模型尺寸(L_RVE)_min；在最小RVE模型尺寸的基础上，基于逐步增大的倍增比例l来迭代计算RVE模型，当迭代连续若干次迭代收敛于某一个值时，将倍增比例l对最小RVE模型尺寸(L_RVE)_min进行倍增得到最佳的RVE模型尺寸L_RVE；

3)根据最佳的RVE模型尺寸L_RVE和各级级配的最小粒径的粒径范围计算最小颗粒数目n_min和最大颗粒数目n_max，从最小颗粒数目n_min和最大颗粒数目n_max之间随机生成一个整数n作为最小级配夹杂颗粒的数量；

4)从已有最小等圆装载最佳方案中选择对应的n个颗粒的装载方案，得到相应的圆心位置和半径，其中n为最小级配夹杂颗粒的数量；

5)判断RVE模型是否为多级配，如果是多级配，则确定各级配颗粒中心及半径，并跳转执行步骤6)；否则，直接跳转执行步骤6)；

6)将根据最佳的RVE模型尺寸L_RVE确定的原始RVE模型复制形成一个3×3的RVE模型模拟体系，并以颗粒中心点为生成点产生新的Voronoi网格，得到符合周期性边界条件的RVE模型；

7)判断所述符合周期性边界条件的RVE模型中的所含颗粒是否为椭圆颗粒，如果是椭圆颗粒，则将圆形颗粒变换为椭圆颗粒，跳转执行步骤8)；否则，直接跳转执行步骤8)；

8)针对所述符合周期性边界条件的RVE模型，将颗粒转变为多边形；

9)输出RVE模型的参数，所述RVE模型包括最佳的RVE模型尺寸L_RVE、RVE模型基体部分的几何信息、RVE模型颗粒部分的几何信息，所述RVE模型基体部分的几何信息包括所有Voronoi多边形的编号、中心点和节点的坐标以及组成各Voronoi单元的节点编号，所述RVE模型颗粒部分的几何信息包括所有颗粒多边形的编号及节点的坐标，组成各颗粒多边形的节点编号。