[发明专利]一种基于沥青混合料X-ray扫描图像的有限元建模方法

权利要求书

1.一种基于沥青混合料X-ray扫描图像的有限元建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用X-ray扫描仪，扫描沥青混合料标准试件的横截面，获得横截面的原始图像；

步骤2：在Matlab软件中打开所述原始图像进行灰度转换，并对所得灰度图像进行去噪和平滑处理，得到处理后原始图像：

步骤3：在Matlab软件中，对所述处理后原始图像先执行形态学开操作，再执行形态学关操作，获得具有清晰边缘的高质量图像；

步骤4：在Matlab软件中，计算所述高质量图像中每个像素点的灰度值，以及相同灰度值所对应的像素点的个数，以创建图像的二维直方图；

步骤5：在Matlab软件中，基于所述二维直方图计算集料的最佳分割阈值，然后基于所述集料的最佳分割阈值对步骤3中得到的高质量图像进行阈值分割，获得集料的初步二值图；

再在Matlab软件中，采用分水岭分割法对所述集料的初步二值图进行进一步分割，获得集料的精确二值图；

最后利用矢量化软件对所述集料的精确二值图进行矢量化处理，得到可导入Auto CAD软件中进行后续处理的相应格式的集料矢量图；

步骤6：在Matlab软件中，基于所述二维直方图计算空隙的最佳分割阈值，然后基于所述空隙的最佳分割阈值对步骤3中得到的高质量图像直接进行阈值分割，获得空隙的精确二值图；

最后利用矢量化软件对所述空隙的精确二值图进行矢量化处理，得到可导入Auto CAD软件中进行后续处理的相应格式的空隙矢量图；

步骤7：在Auto CAD软件中，利用平移功能将集料矢量图和空隙矢量图进行精确合并，并输出为有限元软件可识别格式的图像；

步骤8：将步骤7中得到的图像导入到有限元软件中进行有限元建模，即得到可用于有限元分析的模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于沥青混合料X-ray扫描图像的有限元建模方法，其特征在于：步骤1所述的沥青混合料标准试件为标准马歇尔试件，其为圆柱形试件，直径为101.6mm、高为63.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于沥青混合料X-ray扫描图像的有限元建模方法，其特征在于：步骤1所述横截面的原始图像中，只包含组成沥青混合料的集料、沥青基质和空隙。

4.根据权利要求1所述的一种基于沥青混合料X-ray扫描图像的有限元建模方法，其特征在于：步骤5中，集料的最佳分割阈值通过最大类间方差法确定，所得初步二值图中包括黑白两部分，其中白色部分代表集料。

5.根据权利要求1所述的一种基于沥青混合料X-ray扫描图像的有限元建模方法，其特征在于：步骤6中，空隙的最佳分割阈值通过最大类间方差法确定，所得精确二值图中包括黑白两部分，其中黑色部分代表空隙。

6.根据权利要求1所述的一种基于沥青混合料X-ray扫描图像的有限元建模方法，其特征在于：步骤5与步骤6所述的矢量化软件为Vector Magic软件。

7.根据权利要求1所述的一种基于沥青混合料X-ray扫描图像的有限元建模方法，其特征在于：步骤5与步骤6所获得的集料矢量图与空隙矢量图为.dxf格式的图像。

8.根据权利要求1所述的一种基于沥青混合料X-ray扫描图像的有限元建模方法，其特征在于：步骤7所述的有限元软件可识别格式的图像为.Iges格式的图像。

9.根据权利要求1所述的一种基于沥青混合料X-ray扫描图像的有限元建模方法，其特征在于：所述的有限元软件为ABAQUS有限元软件。