[发明专利]颗粒均匀性评价方法、装置及设备

说明书

本申请属于材料领域，提出了一种颗粒材料均匀性评价方法、装置及设备。该方法包括：确定颗粒模型，对所述颗粒模型进行分割，确定分割的网格与颗粒的映射关系；根据所述颗粒的粒径对应的累积百分比确定初始颗粒累积曲线；获取控制性网格对应的控制性网格的颗粒累积曲线；根据所述初始颗粒累积曲线和所述控制性网格的颗粒累积曲线，确定所述待评价的颗粒的均匀性评价指标，根据所确定的均匀性评价指标，对颗粒材料进行分类使用。通过本申请的方法，能够有效的提高用于评价的颗粒材料的范围，并提升评价精度，有利于更为准确的确定材料性能，提高材料利用效率。

技术领域

本申请属于材料领域，尤其涉及混凝土等颗粒均匀性评价方法、装置及设备。

背景技术

颗粒材料广泛存在于自然界中，对于颗粒材料力学性质的研究具有重要的工程意义。比如，标准颗粒需要分布越窄越好，粉末冶金的原料要求有适当的分布宽度，以便形成合理的微观规程结构，研磨材料对颗粒均匀性有着更为严格的要求。现实中不同粒径大小及数量的颗粒往往呈现为均匀分布和非均匀分布，这种颗粒的分布性质对其宏观力学性质具有显著的影响，在进行离散单元法或颗粒非连续变形分析方法等数值模拟中，根据真实颗粒材料的分布状态建立颗粒模型是当前计算力学研究的前沿。

目前，用于评价颗粒材料分布状态的方法主要包括标准差评价法、变异系数评价法、接触数评价法等。标准差法仅利用多组样本数据的标准偏差值来评价颗粒材料分布均匀性，而标准偏差的大小与测定次数有关，且颗粒材料的粒径大小及数量相差悬殊时，用标准差评价法难以说明颗粒材料是否处于分布均匀状态；变异系数评价法是在标准偏差评价法的基础上对平均值的突显，用以弥补标准偏差法的不足，但变异系数评价法的评价结果受局部影响较大，不能正确地反映颗粒材料的分布规律；接触数评价法通过计算颗粒接触数来衡量颗粒均匀程度，由于其简易性常用于数值模拟中，但接触数评价法难以应用于多种粒径大小的颗粒接触模型。因此，目前的评价颗粒材料分布状态的方法均存在一定的局限性，不利于提高颗粒均匀性评价方法的准确度和普遍适用性，从而不能准确的获得颗粒材料的颗粒均匀性，不利于准确的确定颗粒材料的力学特性和颗粒用途。例如，粗细颗粒均匀分布的混凝土强度峰值比粗细颗粒非均匀分布的混凝土强度峰值高可达17.5％，反应了粗细颗粒均匀分布的重要性。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种颗粒均匀性评价方法、装置及设备，以解决现有技术中的颗粒分布状态的评价方法，不利于提高颗粒均匀性评价方法的准确度和普遍适用性，不能准确的获取颗粒材料的颗粒均匀性，不利于准确的确定颗粒材料的力学特性和颗粒用途的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种颗粒均匀性评价方法，所述方法包括：

根据待评价的颗粒材料确定颗粒模型，根据所述颗粒模型的边界和颗粒的粒径计算网格数据；

根据所计算的网格数据和所述颗粒的粒径对所述颗粒模型进行分割，确定分割的网格与颗粒的映射关系；

根据所述颗粒的粒径对应的累积百分比确定初始颗粒累积曲线；

确定所述颗粒模型对应的控制性网格，结合分割的网格与颗粒的映射关系，获取所述控制性网格对应的控制性网格的颗粒累积曲线；

根据所述初始颗粒累积曲线和所述控制性网格的颗粒累积曲线，确定所述待评价的颗粒的均匀性评价指标，根据所确定的均匀性评价指标，对颗粒材料进行分类使用。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，根据所述颗粒模型的边界和颗粒的粒径计算网格数据，包括：

根据公式：计算网格数据，其中：Row_Num为网格行数，Col_Num为网格列数，int为向下取整函数，R_max为最大颗粒的半径，x_min，x_max，y_min，y_max分别为颗粒区域的横坐标轴的左边界、横坐标轴的右边界、纵坐标轴的下边界以及纵坐标轴的上边界。