[发明专利]一种轻量化耐火材料随机非均质连续模型的构建方法

权利要求书

1.一种轻量化耐火材料随机非均质连续模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据骨料在基质中的分布特征，生成模型的骨料部分；将所述骨料部分投射于二维几何结构中，除去与所述骨料部分重叠的面积，生成模型的基质部分；将所述骨料部分与所述基质部分组装，得到球形骨料随机分布有限元模型；

S2、根据轻量化骨料的微结构特征，确定步骤S1得到的所述球形骨料随机分布有限元模型中元素组内各非均质组分相的性能及含量，通过循环定义所述各非均质组分相并投放随机种子，建立随机非均质连续有限元模型。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化耐火材料随机非均质连续模型的构建方法，其特征在于：在步骤S1中，所述骨料在基质中的分布特征符合Alfred粒径分布曲线，并属于最紧密堆积模式，骨料在基质中的粒径分布情况满足如下公式：

其中，d为骨料的任一粒径值，R为直径超过d的骨料含量，为最大骨料直径，为最小骨料直径，n为堆积常数。

3.根据权利要求1所述的一种轻量化耐火材料随机非均质连续模型的构建方法，其特征在于：在步骤S1中，所述生成模型的骨料部分具体包括如下步骤：

S11、定义用于存储参数的数组，并输入所述参数；

S12、生成骨料中心点的随机坐标及各骨料的尺寸，并设定限制条件；

S13、对于满足步骤S12中设定的所述限制条件的骨料，生成模型的骨料部分。

4.根据权利要求3所述的一种轻量化耐火材料随机非均质连续模型的构建方法，其特征在于：在步骤S11中，所述参数包括但不限于模型尺寸、骨料含量、骨料最大粒径、粒径分布因子、网格化密度中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的一种轻量化耐火材料随机非均质连续模型的构建方法，其特征在于：在步骤S12中，所述限制条件为任意一对球形骨料不相交，且任一球形骨料不超过模型边界。

6.根据权利要求3所述的一种轻量化耐火材料随机非均质连续模型的构建方法，其特征在于：在步骤S12中，所述骨料中心点的随机坐标及各骨料的尺寸由伪随机数发生器生成。

7.根据权利要求3所述的一种轻量化耐火材料随机非均质连续模型的构建方法，其特征在于：在步骤S2中，所述元素组为所述球形骨料随机分布有限元模型中的所述骨料部分。

8.根据权利要求1所述的一种轻量化耐火材料随机非均质连续模型的构建方法，其特征在于：在步骤S2中，所述各非均质组分相的含量满足双参数韦伯分布，其函数式为：

其中，x为变量，λ为比例参数，k为形状参数。

9.根据权利要求1所述的一种轻量化耐火材料随机非均质连续模型的构建方法，其特征在于：在步骤S2中，所述各非均质组分相的性能包括力学性能，所述力学性能遵循双折线应变软化曲线。