河海大學;西安石油大學孟慶祥獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉河海大學;西安石油大學申請的專利一種二維高體積分數土石混合材料幾何模型的生成方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114048663B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202111160413.2,技術領域涉及:G06F30/25;該發明授權一種二維高體積分數土石混合材料幾何模型的生成方法是由孟慶祥;孫翔;任大忠;朱淳;崔志浩;錢坤設計研發完成,并于2021-09-30向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種二維高體積分數土石混合材料幾何模型的生成方法在說明書摘要公布了:本發明公開一種二維高體積分數土石混合材料幾何模型的生成方法,首先,根據級配曲線生成任意形狀的隨機分布粒子;然后對粒子進行閔可夫斯基和運算,控制相鄰粒子之間的最小間隙;然后利用重疊離散元簇方法實現粒子到簇的過渡,并將其隨機放置到某個區域;然后對線性接觸模型進行賦值,并進行DEM模擬,分離重疊簇,記錄簇的初始位置、位移和旋轉;最后,基于位移和旋轉信息重建模型。本發明易于獲得任意顆粒形狀的理論最大體積分數,同時解決了顆粒的邊界分布問題和顆粒之間的接觸問題,此外,DEM中的周期邊界條件為周期細觀結構提供了一種簡單的實現方法,使生成的模型更符合實際情況,可提高后續數值方法試驗研究結果的可靠性,具有較強的應用意義。
本發明授權一種二維高體積分數土石混合材料幾何模型的生成方法在權利要求書中公布了:1.一種二維高體積分數土石混合材料幾何模型的生成方法,其特征在于,包括以下步驟: 1根據級配信息生成所有的粒子; 2基于閔可夫斯基和理論對粒子進行向外延伸處理,把處理后的顆粒坐標數據導入離散元軟件中,用簇代替粒子并設置指定的域和邊界條件; 3在線性接觸模型中進行DEM模擬,根據DEM結果獲取粒子的位移旋轉; 4基于粒子的初始位置坐標以及旋轉位移情況定位出粒子的最終分布,利用邊界定位算法篩選出位于邊界的粒子,并在其所在邊界所不相交的邊界上復制產生同樣的粒子,生成最終的土石混合材料幾何模型; 所述步驟3實現過程如下: 在DEM打包之前記錄簇的質心;在完成DEM模擬后,獲得每個簇的位移和旋轉;根據平移和旋轉變換計算骨料的幾何結構;對于簇的接觸,采用具有法向剛度和切向剛度的線性模型;法向和剪切方向的接觸力為: 式中,為法向接觸力,Kn為法向割線接觸剛度,Un為總法向位移,ni為單位法向量,為剪應力增量,ks為剪切剛度,為剪切位移增量; 摩擦參數會影響簇的旋轉,在模擬中設置為0;如果簇沿一定方向分布,則簇的旋轉是固定的。
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