[发明专利]粗粒料块体系统生成方法、装置、存储介质及设备

权利要求书

1.一种粗粒料块体系统生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立粗粒料颗粒的基础形态数据库；

根据待生成粗粒料块体系统中粗粒料颗粒的级配情况，向待生成粗粒料块体系统的区域内随机生成粗粒料颗粒，使得所述粗粒料颗粒的总面积严格等于所述待生成粗粒料块试样的总面积，此时，所述粗粒料颗粒在所述待生成粗粒料块体系统的区域内所处的位置依据所述基础形态数据库的位置而定；

将处于所述待生成粗粒料块体系统的区域内的粗粒料颗粒随机均匀地投放到设定的随机投放模型，其中，所述设定的随机投放模型包括底部约束板、左侧约束板和右侧约束板，所述左侧约束板和右侧约束板分别通过底缘设置于所述底部约束板的两侧；

将非连续变形分析几何文件的相关信息写入到文件中，形成所述随机投放模型的压密和自由落体的非连续变形分析程序；

在设定的参数下，加载板利用所述非连续变形分析程序对处于所述待生成粗粒料块体系统的区域内的粗粒料颗粒进行压密操作，并提取所述压密操作得到的压实模型；

删除所述加载板、底部约束板、左侧约束板和右侧约束板，得到压实后的粗粒料模型；

在所述压实后的粗粒料模型的周围施加限制件，得到所述粗粒料块体系统。

2.根据权利要求1所述的粗粒料块体系统生成方法，其特征在于，在将处于所述待生成粗粒料块体系统的区域内的粗粒料颗粒随机均匀地投放到设定的随机投放模型的步骤中，所述随机投放模型的最低位置与所述底部约束板之间具有设定的距离。

3.根据权利要求1所述的粗粒料块体系统生成方法，其特征在于，在所述压实后的粗粒料模型的周围施加限制件，得到所述粗粒料块体系统的步骤过程中，在所述压实后的粗粒料模型的左右两侧施加乳胶膜，在所述压实后的粗粒料模型的底部施加固定板，在所述压实后的粗粒料模型的顶部施加加载板。

4.根据权利要求1所述的粗粒料块体系统生成方法，其特征在于，所述根据待生成粗粒料块体系统中粗粒料颗粒的级配情况，向待生成粗粒料块体系统的区域内随机生成粗粒料颗粒，使得所述粗粒料颗粒的总面积严格等于所述待生成粗粒料块试样的总面积的步骤过程具体包括以下步骤：

从所述基础形态数据库中随机抽取一个粗粒料颗粒X_i，计算X_i最小外接圆直径D和颗粒的面积A_d，计算使得X_i限制在级配范围内的随机尺寸缩放比例K_R：

K_R＝K_L+(K_U-K_L)×rand()

其中，rand()-随机数

那么，生成颗粒的面积A_w可表示为：

A_w＝K_R²×A_d；

累加所述级配下的各粗粒料颗粒的面积，直至粒径位于级配范围内的颗粒总面积A_iC首次超过根据级配计算得到的颗粒总面积A_i；

计算级配范围内已生成颗粒的整体尺寸缩放比例L_r：

针对i级配下的所有粗粒料颗粒进行循环，具体包括以下步骤：

首先确定颗粒m的形心；

确定由粗粒料颗粒m的形心指向颗粒顶点j的方向矢量

针对所述粗粒料颗粒的尺寸大小进行同比例缩放并随机旋转一个角度θ，粗粒料颗粒顶点的新坐标的计算公式如下：

记录这一级配下的所有粗粒料颗粒的顶点坐标；

按照所述针对i级配下的所有粗粒料颗粒进行循环，针对i+1级配下的所有粗粒料颗粒开展，直至所有级配下的粗粒料颗粒生成均完成，所述粗粒料颗粒的总面积严格等于所述待生成粗粒料块试样的总面积。