[发明专利]一种纤维在三维长方体基体内随机生成的方法

摘要

本发明涉及一种纤维在三维长方体基体内随机生成的方法，在全局坐标系0XYZ下，在三维长方体基体形成的立体空间内随机生成纤维起点Ki，再以纤维起点Ki为坐标原点建立局部坐标系KiX'Y'Z'，然后保持纤维起点Ki不动，依次对局部坐标系KiX'Y'Z'的X'轴、Y'轴、Z'轴按随机角度进行坐标轴旋转，在局部坐标系的点(lf，0，0)处生成纤维终点Kj，最后切换局部坐标系为全局坐标系，当纤维终点Kj的坐标满足0≤Xj≤X0，0≤Yj≤Y0，0≤Zj≤Z0，则连接Ki及Kj，生成多条随机分布纤维。本发明有效反映了纤维在三维空间上随机分布的特性，为基体中掺入纤维方面的细观设计计算分析提供了建模基础。

主权项

1.一种纤维在三维长方体基体内随机生成的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1，在全局坐标系0XYZ下，在三维长方体基体{0，X0；0，Y0；0，Z0}形成的立体空间内随机生成纤维起点K_i，所述纤维起点K_i的坐标为(X_i，Y_i，Z_i)，所述纤维起点K_i的X轴坐标X_i、Y轴坐标Y_i，Z轴坐标Z_i，采用随机函数生成，并满足0≤X_i≤X₀,0≤Y_i≤Y₀,0≤Z_i≤Z₀；步骤S2，以纤维起点K_i(X_i、Y_i、Z_i)为坐标原点建立局部坐标系K_iX'Y'Z'；步骤S3，切换坐标系为局部坐标系K_iX'Y'Z'，保持纤维起点K_i不动，依次对局部坐标系K_iX'Y'Z'的X'轴、Y'轴、Z'轴按随机角度进行坐标轴旋转；步骤S4，在完成坐标轴旋转的局部坐标系K_iX”Y”Z”的点(l_f，0，0)处生成纤维终点K_j，其中l_f为纤维的长度；步骤S5，切换局部坐标系K_iX”Y”Z”为全局坐标系0XYZ，并提取纤维终点K_j在全局坐标系下的坐标(X_j，Y_j，Z_j)；当满足：0≤X_j≤X₀，且0≤Y_j≤Y₀，且0≤Z_j≤Z₀，则连接K_i及K_j，生成一条随机分布纤维；当X_j＞X₀或X_j＜0或Y_j＞Y₀或Y_j＜0或Z_j＞Z₀或Z_j＜0时，则删除点K_j，返回步骤S3；然后切换至全局坐标系；步骤S6，把步骤S1‑S5作为子程序或宏文件，采用调用子程序或宏文件的方式，重复执行，生成N条纤维。