[发明专利]一种基于Micro-CT三维五向编织复合材料统计细观模型建立方法

权利要求书

1.一种基于Micro-CT三维五向编织复合材料统计细观模型建立方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：Micro-CT数据获取，是指三维五向编织复合材料制备完成后，切割成包含完整单胞的试样，经Micro-CT获取三维五向编织复合材料的三维图像信息；

步骤二：基体信息隐藏，是指在Micro-CT扫描成型的图像中，将基体的图像信息隐藏，只留下纤维束的形态信息；

步骤三：纤维束截面提取，是指将水平切面对纤维束形成的截面形状信息提取出来；

步骤四：纤维束形态提取，是指将连续花节高度下的感兴趣区识别完成，将截面图像在花节高度方向堆积，形成纤维束三维形态；

步骤五：完整单胞模型提取，是指将多根纤维束提取出来后，从中提出完整的单胞模型；

步骤六：建立周期性可循环单胞模型，重复步骤一至步骤五，通过模型尺寸优化获得周期性可循环单胞模型；

所述步骤一中，Micro-CT切片图中至少包含一个完整单胞，三维五向编织复合材料的三维图像信息根据下式获取：

其中，m为放大倍率，O为试件与射线源之间的距离，D为试件与探测器之间的距离；I₀为X射线入射试件前的强度，I为X射线入射试件后的强度，t为试件厚度，μ为衰减系数；

试件的放大倍率m取决于探测器到样品的距离D和射线源到样品的距离O的比值大小，若想获得高倍数和高分辨率的图像，就需要试样尽量靠近光源；三维五向编织复合材料中包含基体、增强体、孔洞三种密度不同的组分，获取到的三维五向编织复合材料的三维图像中由三种明亮程度的图像信息组成；

所述步骤六中，建立周期性可循环单胞模型根据下式进行：

c＝rb

其中γ为内部编织角，W为单胞宽度，T为单胞厚度，θ为编织纱在平面投影和厚度方向的夹角称为水平方向角，编织纱截面近似成椭圆形，a为长半轴，b为短半轴，c为轴纱边长，r为轴纱截面尺寸因子。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，设置灰度阈值和对比度，使图像中保留纤维束形态，消除基体的图像信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，纤维束的截面方向要和花节高度方向垂直，沿着花节高度方向对单根纤维束提取纤维束截面作为感兴趣区，每个感兴趣区的间隔为30μm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤五中，所述纤维束提取数量需要能够包含完整单胞。