[发明专利]一种用于表征材料损伤的建模方法

权利要求书

1.一种用于表征材料损伤的建模方法，其特征在于：根据待测试件内部缺陷的球形度，以球体和/或椭球体模拟待测试件的各个内部缺陷，再结合各个内部缺陷的位置信息，建立内部缺陷模型，然后与待测试件的表面缺陷模型相结合，形成能够表征待测试件的综合损伤模型。

2.根据权利要求1所述的用于表征材料损伤的建模方法，其特征在于：利用CT扫描建立待测试件的三维模型，对所述三维模型进行图像处理，获得各个内部缺陷的特征信息，进而计算各个内部缺陷的球形度，当所述球形度大于等于0.85，以球体模拟内部缺陷，否则以椭球体模拟内部缺陷，从而完成内部缺陷模型的建立。

3.根据权利要求2所述的用于表征材料损伤的建模方法，其特征在于：所述特征信息包括内部缺陷的体积、表面积和位置坐标，利用如下方程式，计算内部缺陷的球形度ψ，

其中，v_p表示内部缺陷的体积，s_p表示内部缺陷的表面积。

4.根据权利要求2所述的用于表征材料损伤的建模方法，其特征在于建立内部缺陷模型的方法包括以下步骤：

a)将打磨后的待测试件进行CT扫描，获得断层切片灰度图数据，使用VG STUDIO MAX软件对断层切片灰度图数据进行三维模型重建，获得多张Tif切片图；

b)使用Avizo三维重构软件对Tif切片图数据进行内部缺陷特征信息的提取，所述特征信息包括内部缺陷的体积、表面积和位置信息；

c)根据内部缺陷的体积、表面积信息，计算各个内部缺陷对应的球形度，若所述球形度大于等于0.85，以球体模拟对应的内部缺陷，否则以椭球体模拟内部缺陷，再结合各个内部缺陷的位置坐标，使用ABAQUS软件建立内部缺陷模型。

5.根据权利要求1所述的用于表征材料损伤的建模方法，其特征在于：将表面缺陷模型和内部缺陷模型信息以Python脚本的形式录入ABAQUS软件，根据内部缺陷模型中各个内部缺陷的位置信息，将各个内部缺陷的等效模型融合到表面缺陷模型内部的对应位置，完成综合损伤模型的建立。

6.根据权利要求5所述的用于表征材料损伤的建模方法，其特征在于：将表面缺陷模型保存为step格式导入ABAQUS软件中创建出对应的实体模型，然后将各个内部缺陷的特征信息导入到ABAQUS软件中首先创建出模拟各个内部缺陷的等效模型即椭球体或者球体，再利用ABAQUS软件中对应子程序将位置信息分配给相应的等效模型，然后将分配好位置信息的等效模型移动到实体模型内部的相应位置并进行切除处理，完成综合损伤模型的建立。

7.根据权利要求6所述的用于表征材料损伤的建模方法，其特征在于所述表面缺陷模型的建立方法包括以下步骤：

1)、对待测试件进行纵向打磨处理，获得相对粗糙的表面纹理；

b)使用显微镜观测待测试件的打磨表面，通过连续采集命令获得多组表面轮廓图片；

c)对获取的多组表面轮廓图片进行拼接，得到一个完整表面轮廓图片；

d)使用MATLAB软件对完整表面轮廓图片进行边界曲线提取，获得平滑的表面粗糙度曲线；

e)使用Solidworks软件创建表面缺陷模型：将得到的表面粗糙度曲线坐标值通过“插入-曲线-通过xyz点的曲线”命令导入到Solidworks软件中完成表面轮廓曲线的建立，再通过拉伸、切除命令完成基于待测试件的真实表面形貌的表面缺陷模型建立即带有表面粗糙度的表面缺陷模型建立。