[发明专利]一种河冰力学性能的代表性表征方法

权利要求书

1.一种河冰力学性能的代表性表征方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、确定河冰代表体的细观结构及细观机理，基于细观计算力学方法得到所述河冰代表体，构建河冰细观计算模型；

S2、基于所述河冰细观计算模型下的河冰强度，确定河冰在不同工况下的强度性能，分析河冰代表体尺寸并得到最终结果；

S3、对所述最终结果在不同工况下的强度变化进行统计分析，确定能反映整体样本强度的最小细观河冰体元。

2.根据权利要求1所述的一种河冰力学性能的代表性表征方法，其特征在于，基于物理属性的统计特征，所述河冰代表体为非均质材料。

3.根据权利要求2所述的一种河冰力学性能的代表性表征方法，其特征在于，所述河冰代表体要满足：

数值模拟结果不受数值样本随机性的影响；

强度随尺寸的增加趋于稳定，波动范围不能超过允许误差。

4.根据权利要求1所述的一种河冰力学性能的代表性表征方法，其特征在于，所述构建河冰细观计算模型具体为：

提取所述河冰代表体的晶粒尺寸和分布，确定河冰晶界及初始缺陷，得到细观结构参数；

基于冰晶的力学性能确定河冰晶粒弹性模量以及河冰晶粒断裂强度，计算冰晶界的强度，得到细观材料参数；

基于所述细观结构参数和所述细观材料参数构建河冰细观计算模型。

5.根据权利要求1所述的一种河冰力学性能的代表性表征方法，其特征在于，所述工况包括单轴受拉、单轴受压两种工况。

6.根据权利要求1所述的一种河冰力学性能的代表性表征方法，其特征在于，所述S2中，模拟河冰强度的具体过程为：

S2.1、从所述河冰细观计算模型中随机截取不同位置、同一尺寸的样本作为子样本；

S2.2、对所述子样本施加载荷强度，并分析在所述载荷强度值下所述子样本的离散性；

S2.3、增加所述子样本的尺寸，根据强度离散性结果与强度相对误差，确定所述河冰细观计算模型在不同工况下的的稳定性。

7.根据权利要求6所述的一种河冰力学性能的代表性表征方法，其特征在于，所述S2.3具体包括：

由不同尺寸的样本强度离散分析结果，确定该载荷下强度随样本随机性的稳定尺度；

由不同尺寸样本的强度相对误差分析结果，确定该载荷下强度随尺寸变化的稳定尺度。

8.根据权利要求6所述的一种河冰力学性能的代表性表征方法，其特征在于，在给定的载荷条件下，增加的所述子样本的尺寸对宏观强度带来的波动不能大于允许误差。

9.根据权利要求1所述的一种河冰力学性能的代表性表征方法，其特征在于，S2中，通过数值模拟法确定所述河冰在不同工况下的强度性能。

10.根据权利要求1所述的一种河冰力学性能的代表性表征方法，其特征在于，结合细观数值计算方法，对所述最终结果进行统计分析。