基于凸多面体碰撞检测的虚拟砂轮建模研究

虚拟砂轮建模时大多采用包围球对磨粒进行碰撞检测,而包围球相互接触时凸多面体磨粒之间仍存在间隙,导致虚拟砂轮表面与实际砂轮表面差异较大,影响后续磨削过程仿真的准确性。针对这一问题,提出了一种基于凸多面体碰撞检测的虚拟砂轮建模方法。推导了砂轮表面磨粒随机位置的数学模型,基于凸多面体碰撞检测判断磨粒干涉状况,最终生成虚拟砂轮。对基于凸多面体和包围球碰撞检测方法生成的虚拟砂轮表面进行对比分析,发现前者的磨粒位置更具随机性,且可以生成磨粒率为60%的虚拟砂轮,后者则不能生成磨粒率大于50%的虚拟砂轮。最后将虚拟砂轮与真实砂轮进行对比分析,结果表明虚拟砂轮与真实砂轮的表面特征一致,证明了该方法的优越性。

耐火材料微观分析中的随机多面体颗粒模型构建方法

为了建立耐火材料微观结构随机多面体颗粒模型,基于MATLAB和ABAQUS二次开发,充分利用MATLAB快速而精准的制图能力和ABAQUS强大的二次开发功能,将计算分析获得的多面体颗粒点、线、面信息导入ABAQUS,构建了颗粒增强陶瓷材料的精确微观模型。凸型随机多面体颗粒模型能够较好地模拟耐火材料的实际细观结构,为进一步的微观力学分析提供了依据。本工作中提出的随机多面体建模方法对陶瓷、岩土等材料的微观分析具有一定借鉴价值。

三维随机多面体骨料生成和投放技术

提出了一种高效的随机多面体骨料生成和投放技术.通过对基三角形的延拓生成系列多面体,并采用凹凸控制和尖锐判断进行筛选,根据给定级配曲线循环生成不同粒径的骨料,然后在规定的投放区域等概率投放,借助ANSYS的布尔分割运算避免骨料重叠,实现给定级配多面体颗粒复合材料的几何建模.最后给出了两个实例.该技术特别适合带有给定级配和高骨料含量的混凝土和沥青混合料的三维几何建模.

基于LS-DYNA的混凝土三维随机凹凸型骨料数值建模

提出了三维随机凹凸型碎石骨料生成方法,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行数值骨料投放模拟,得到了混凝土三维随机凹凸型碎石骨料几何模型。采用"基本单元模型"在投放区域生成立方体网格单元,结合新的空间点与随机多面体空间相对位置判定方法,判定出各单元材料属性,最后生成混凝土三维随机凹凸型碎石骨料有限元模型。以上混凝土细观有限元模型生成方法较好地控制了骨料粒径、数量和级配,生成的数值模型中骨料体积率在55%左右,处于真实混凝土骨料体积率的范围中。生成的数值骨料与真实碎石骨料形状接近。提出的细观混凝土有限元模型为对混凝土力学性能进行细观数值研究奠定了基础。