[发明专利]一种颗粒随机分布的复合材料宏观有效性质的预测方法

摘要

本发明公开了一种颗粒随机分布的复合材料宏观有效性质的预测方法，包括：1）基于随机序列添加RSA方法使用MATLAB构建颗粒随机分布的复合材料表征体积单元RVE数值模型；2）针对传统RSA方法生成的复合材料RVE数值模型，消除当颗粒体积分数较大时的颗粒重叠现象；3）对颗粒随机分布的复合材料RVE数值模型进行有限元分析计算，求得RVE数值模型有效性质的数值解；4）建立随机均化模型求解复合材料的宏观有效性质，并以该复合材料的宏观有效性质作为其真实有效性质，为复合材料的宏观有效性质提供了更为可靠的预测结果，为新型先进材料的使用和结构的优化设计提供充分的依据。

主权项

一种颗粒随机分布的复合材料宏观有效性质的预测方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：1）基于随机序列添加RSA方法使用MATLAB构建颗粒随机分布的复合材料表征体积单元RVE数值模型；对含不规则颗粒夹杂的复合材料，其颗粒形状通过设置不同的边界曲线来描绘；颗粒中心点的坐标通过MATLAB随机数产生；2）针对传统RSA方法生成的复合材料RVE数值模型，消除当颗粒体积分数较大时的颗粒重叠现象；颗粒体积分数较大时，将颗粒与基体的体积模量、剪切模量及体积分数交换位置，使颗粒填充过程转变为基体填充过程；3）对颗粒随机分布的复合材料RVE数值模型进行有限元分析计算，求得RVE数值模型有效性质的数值解；①对RVE进行网格划分，并对基体与颗粒的界面相进行精细化处理，赋予这些界面单元不同于基体单元和颗粒单元的参数；②施加不同的力学边界条件，求得有限元方法下RVE有效性质的数值解；4）建立随机均化模型求解复合材料的宏观有效性质；针对颗粒随机分布的复合材料RVE数值模型中的未知参数，选取样本空间n，对n个颗粒随机分布的RVE，经计算后得到一系列的随机的数值解，运用数理统计的方法对这些数值解进行统计处理，并将数理统计的平均值作为颗粒随机分布的复合材料宏观有效性质的预测值。