[发明专利]二维高含量颗粒增强复合材料三相细观模型及建立方法

摘要

本发明公开了二维高含量颗粒增强复合材料三相细观模型及建立方法，属于颗粒增强复合材料细观仿真的技术领域。本发明在随机产生椭圆增强颗粒的基础上成功建立椭圆周围等厚度界面拓扑结构的参数模型，进一步考虑颗粒在边界或外荷载的推动下达到受力平衡的条件，成功实现颗粒紧密堆积在不断向内收缩的给定区域内，且保证颗粒相互之间不发生重叠现象，构造出的颗粒增强复合材料细观仿真模型具有自然随机的周期性边界，不存在周期边界上颗粒的取舍问题，通过本发明提出的建模方法可以得到具有很高含量的颗粒增强复合材料细观结构模型。

主权项

1.二维高含量颗粒增强复合材料三相细观模型的建立方法，其特征在于，所述二维高含量颗粒增强复合材料三相细观仿真模型包括基体、界面层及增强颗粒的三相复合材料，所述增强颗粒随机紧密地堆积在基体内，每个增强颗粒周围都包裹有厚度相等的界面层，建立方法包括如下步骤：A、在大正方形区域的每个小区域内随机生成椭圆形增强颗粒；B、消除大正方形区域任意相邻的两边界并复制与未消除边界相邻的椭圆形增强颗粒至已消除边界的位置以形成大正方形区域的新边界，以相同的速率移动未消除边界，周而复始地，构建大正方形区域的新边界并以相同速率移动未消除边界直至椭圆形增强颗粒的面积分数满足要求；C、按照临近大正方形区域最新边界形成过程中所消除边界的椭圆形增强颗粒的分布方式，在大正方形区域最新边界形成过程中未消除边界的外部布局新的椭圆形增强颗粒以形成具有周期性边界条件的增强颗粒堆积模型；D、在增强颗粒堆积模型中每一个椭圆形增强颗粒的外表面构造等厚度的界面层：对直角坐标系下的椭圆形增强颗粒进行坐标变换得到单位圆，根据单位圆及其切线关系得到直角坐标系下界面层的参数方程。