申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2021-01-07

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN112800586B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F113/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2021.06.01#实质审查的生效;2021.05.14#公开

摘要：本发明公开了一种单向长纤维增强复合材料中纤维随机分布生成方法。根据输入参数确定纤维初始分布，为纤维赋予初速度，调整窗口对应位置纤维的速度使其相等。进行第一阶段循环碰撞，根据纤维与窗口的位置关系对纤维进行增加、删除或修改使纤维相对于窗口随机分布且保持几何边界周期性，考虑纤维间的碰撞以更新速度。达到第一阶段最大循环数后，进行第二阶段循环碰撞，考虑纤维和窗口以及纤维和纤维间的碰撞以更新速度。调整纤维与窗口的距离以免其过小。达到第一阶段最大循环数后输出纤维分布结果。本发明适用性强，运算效率高，方法操作简单，易于编程实现。

主权项：1.一种单向长纤维复合材料中纤维随机分布生成方法，其特征在于，包括以下步骤：1根据输入参数确定窗口长、宽和纤维初始分布，为纤维赋予初速度；2根据纤维位置和纤维半径确定纤维位置状态，调整窗口对应位置纤维的速度使其相等；所述纤维位置状态包括窗口内部、窗口线边界、窗口角边界和窗口外部，所述窗口内部，纤维圆平行于窗口的外接正方形位于窗口内部，用C表示；所述窗口线边界，纤维圆平行于窗口的外接正方形与1条窗口边界相交，用U、D、L和R表示，分别对应上、下、左和右边界；所述窗口角边界，纤维圆平行于窗口的外接正方形与2条窗口边界相交，用LU、LD、RU和RD表示，分别对应左上、左下、右上和右下角边界；所述窗口外部，纤维圆平行于窗口的外接正方形位于窗口外部，用O表示；3第一阶段循环碰撞，使纤维相对于窗口边界随机分布；根据纤维速度更新每个时间步下的纤维位置和位置状态，根据纤维位置状态的变化调整纤维，考虑纤维间碰撞以更新速度，重复操作直至第一阶段最大循环数；3.1根据纤维速度对每个时间步下的纤维位置进行更新；3.2纤维相对窗口自由运动，同时保持几何边界周期性；记录各纤维位置状态变化，当纤维由内部运动到线边界或角边界时，删除原纤维，添加一组新的边界纤维；当纤维由线边界或角边界运动到内部时，同组内其他纤维必然会运动到窗口外部，删除运动到外部的纤维，将运动到内部的纤维位置状态改为窗口内部；当纤维由线边界运动到角边界，添加对应的纤维构成新组；当纤维由角边界运动到线边界，删除外部纤维，将组内其他纤维构成新组；当纤维由线边界或角边界运动到外部，删除外部纤维；3.3纤维间碰撞；计算纤维的间距，当两纤维间的距离小于规定的碰撞极限距离时，则认为纤维间发生了碰撞；将碰撞视为完全弹性的，根据两纤维速度和半径计算碰撞后的纤维速度；更新纤维速度，调整同组内的纤维速度使其相等；3.4重复步骤3.1、3.2、3.3操作直至第一阶段最大循环数；4第二阶段循环碰撞，根据纤维速度更新每个时间步下的纤维位置和位置状态，考虑纤维和窗口的碰撞以更新速度，考虑纤维间碰撞以更新速度，重复操作直至第二阶段最大循环数；4.1根据纤维速度对每个时间步下的纤维位置进行更新；4.2考虑纤维和窗口壁面的碰撞以保证每根纤维的位置状态不变；4.3纤维间碰撞；计算纤维的间距，当两纤维间的距离小于规定的碰撞极限距离时，则认为纤维间发生了碰撞；将碰撞视为完全弹性的，根据两纤维速度和半径计算碰撞后的纤维速度；更新纤维速度，调整同组内的纤维速度使其相等；4.4重复4.1、4.2和4.3直至第二阶段最大循环数；5输出纤维分布结果。

全文数据：

权利要求：

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