[发明专利]一种随机分布微球的三维模型建立方法

权利要求书

1.一种随机分布微球的三维模型建立方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1，输入待构件模型的尺寸，模型的长、宽、高分别为a、b、c；输入微球整体的填充率v，微球的直径为D_n，微球的不同种类数目为k，不同尺寸微球数量的占比v_n，不同尺寸微球的数量为N_n由公式来计算，输入m值；

步骤2，输入n＝1；

步骤3，填充直径为D_n的微球，以D_n的1/m为边长划分网格，删去网格中心与基体边界距离小于D_n/2的网格，删去与已有微球球心距离(D_n+D_ni)/2的网格，输入i＝0；

步骤4，随机选择1个网格中心作为球心，球直径为D_n，保存该球心坐标与微球直径D_n，删去网格中心与新填充微球中心距离D_n的网格，令i＝i+1；

步骤5，判断已填充直径为D_n的微球数是否N_n，若是，则执行步骤6；若否,则执行步骤7；

步骤6，判断剩余网格数是否0，若是则重复步骤3；若否，则执行步骤8；

步骤7，判断n是否k，若是，则结束程序，输出所有的球心坐标与微球直径，实现任意微球尺寸比例、任意填充率的随机分布微球模型的建立；若否，令n＝n+1，执行步骤3，填充下一个尺寸的微球；

步骤8，以D_n的1/m为边长划分网格，删去网格中心与基体边界距离小于D_n/2的网格,删除网格中心与已填充微球球心距离(D_ni+D_n-P)/2的网格；

步骤9，随机选择1个网格中心作为球心j，球直径为D_n-P；

步骤10，选择出与球心j之间的距离Li(D_ni+D_n)的已填充微球球心，将每一个选择出的球心，沿球心j与该球心之间连线方向移动(p/2-L_n+r_j+r_Ln)。判断移动后的微球与已填充微球是否有重合，若是，则删除微球j的球心网格，重新执行步骤9；若否，删去中心与新填充微球j中心距离D_n的网格；用移动后的已选择微球球心坐标替换移动前的已选择微球球心坐标作为输出数据，并以微球j为球心，将其直径变为D_n，输出球心j的坐标和微球的直径；

步骤11，判断剩余网格数是否0，若是，则进行步骤12，若否，则说明本次模型的建立有较多空间未被利用，并无法填充所有尺寸的微球，删除所有微球坐标、直径以及网格数据，重新执行步骤2；

步骤12，判断已填充直径为D_n的微球数是否N_n，若是，则执行步骤8；若否，则令n＝n+1,执行步骤7。

2.根据权利要求1所述的一种随机分布微球的三维模型建立方法，其特征在于，步骤1中，m与网格的疏密程度有关，m值越大，网格划分的越密，建立的微球随机性越高，计算量越大，用n来标记需要建立的不同尺寸的微球。

3.根据权利要求1所述的一种随机分布微球的三维模型建立方法，其特征在于，步骤1中，a、b、c、v、D_n、v_n根据实际参数设置，v_n还可以结合材料实际参数，转化为体积占比或质量占比。

4.根据权利要求1所述的一种随机分布微球的三维模型建立方法，其特征在于，步骤3中，i为直径为D_n的微球的填充数，D_ni为已填充微球的直径。

5.根据权利要求1所述的一种随机分布微球的三维模型建立方法，其特征在于，步骤8中，虽然已没有剩余网格，无法继续填充直径为D_n的微球，但由于填充的微球之间存在空隙，若能填充直径为D_n-p的微球，再将其周围的微球挪动一定距离，使直径为D_n-p的微球能扩充为D_n，则实现了直径为D_n的微球的填充。