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[发明专利]一种陶瓷基复合材料铺层预制体优化设计方法-CN202010846564.2有效
发明人：高希光;刘晨阳;宋迎东;张盛;董洪年;于国强;董成乾 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-08-20 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明提出了一种陶瓷基复合材料铺层预制体优化设计方法，综合考虑了构件强度要求、几何外形及铺层预制体特性，基于相应力学公式对组成预制体的各铺层纤维体积分数、铺层内纤维方向进行了优化，进而优选出了各铺层细观结构，实现了充分发挥材料性能的目的，适用于多种陶瓷基复合材料构件的优化设计。
一种陶瓷复合材料预制优化设计方法

[发明专利]一种陶瓷基复合材料基体裂纹密度的预测方法-CN202010180312.0有效
发明人：宋迎东;董洪年;高希光;张盛;于国强;魏婷婷 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-03-16 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种陶瓷基复合材料基体裂纹密度的预测方法，包括：在已知基体裂纹总数随基体应力变化的连续曲线的基础上，对基体缺陷进行分级，获取各级缺陷对应的基体应力与基体新增裂纹数，结合采用蒙特卡罗方法产生的随机数和各个缺陷存在的概率的比对结果获取基体强度分布，对比基体强度分布与基体应力分布，判断基体开裂情况。本发明能够准确地预测陶瓷基复合材料的基体开裂全过程情况，且与载荷步的大小选取无关，适用性更广。
一种陶瓷复合材料基体裂纹密度预测方法

[发明专利]一种高效高精度的编织陶瓷基复合材料结构建模方法-CN202010106558.3有效
发明人：高希光;董洪年;宋迎东;张盛;于国强;魏婷婷 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-02-21 - 公布日： 2021-12-28 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：一种高效高精度的编织陶瓷基复合材料结构建模方法，根据编织陶瓷基复合材料结构的几何特征，将整个结构划分为细观结构较为规则的周期性区域与细观结构不规则的非周期性区域。在周期性区域，采用均匀化方法，以代表性体积元模型的力学参数表达细观结构的力学模型。在非周期性区域，采用细观单尺度建模方法建立其细观有限元模型。在周期性与非周期性区域的结合部，通过施加约束方程来保证结点位移连续。本发明提出的方法兼具均匀化方法的高效率与细观单尺度建模方法的高效率，而又避免了各自的局限性，为编织陶瓷基复合材料结构多尺度力学计算提供了一种计算机可负担的高精度输入模型，具有重要的科学意义和广泛的应用前景。
一种高效高精度编织陶瓷复合材料结构建模方法

[发明专利]陶瓷基复合材料平纹编织结构细观组分识别与重建方法-CN202010133621.2有效
发明人：宋迎东;贾蕴发;高希光;张盛;于国强;董洪年 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-02-28 - 公布日： 2021-10-26 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：陶瓷基复合材料平纹编织结构细观组分识别与重建方法，通过卷积计算得到XCT切片中每个像素与周围邻近像素的关系，从而得到每个像素的图像梯度，组成结构张量，计算得到像素的方向角和相干性。将水平梯度、竖直梯度和原图像灰度值分别赋予HSB的三通道，并转化为RGB进行处理，获得图像孔洞分布。对方向角、相干性和原图像灰度值分别赋予HSB三通道，并转化为RGB进行处理，采用权重分配方式计算获得图像的经纱和纬纱。对于基体采用灰度值按10递进的方式进行数量统计，并根据设置区间像素数量的变化趋势筛选出属于基体的像素。本发明实施例中所采用的材料经纱和纬纱密度更大，基体分布不均匀。然而，所得的重建结果与实际模型吻合度较高。
陶瓷复合材料平纹编织结构组分识别重建方法

[发明专利]一种用于编织陶瓷基复合材料经纬纱交叉处定位方法-CN202010540033.0有效
发明人：贾蕴发;高希光;宋迎东;于国强;方光武;张盛;董洪年 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-06-12 - 公布日： 2021-09-28 - 主分类号： G06T7/70 文献下载
摘要：一种用于编织陶瓷基复合材料经纬纱交叉处定位方法，首先使用方向梯度直方图结合支持向量机对整张XCT切片包含经纬纱交叉位置的区域进行定位，所定位的每一个交叉区域可能同时被定位多次，因此通过重合面积比来计算是否为同一个区域，并根据每个框的准确率来剔除识别不准确的交叉位置，输出为多张包含经纬纱交叉处的子图片。之后，使用霍夫变换变换获得子图片中经纬纱对应角度的线条，根据直线相交原理，获得了经纬纱交叉位置的多个顶点，并分别根据交叉位置的特点，从这些顶点中提取出了经纬纱交叉区域的四个顶点。本发明提供的经纬纱交叉处定位方法能够进一步提高经纬纱交叉处的识别准确率，可用于平纹编织、2.5D编织等类型的CMCs连续XCT切片，适用范围广，操作简单。
一种用于编织陶瓷复合材料经纬交叉定位方法

[发明专利]单向陶瓷基复合材料任意应变加卸载应力应变行为计算方法-CN202010210593.X有效
发明人：宋迎东;韩笑;高希光;韩栋;张盛;于国强;董洪年 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-03-23 - 公布日： 2021-09-07 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种单向陶瓷基复合材料任意应变加卸载应力应变行为计算方法，该方法考虑了基体开裂、界面脱粘、滑移区的覆盖等细观损伤机制，以及界面是否完全脱粘和完全滑移等不同界面状态，给出了基体裂纹间距直接计算方法。滑移区覆盖的判断方法更加简洁高效，可快速建立应力和应变之间的方程关系，将应力的求解转换为方程的求解。实现了单向陶瓷基复合材料在任意应变加卸载作用下应力应变行为快速预测，为陶瓷基复合材料动力学研究提供基础。
单向陶瓷复合材料任意应变卸载应力行为计算方法

[发明专利]一种结构对称性的编织陶瓷基复合材料细观组分分类方法-CN202010563378.8有效
发明人：贾蕴发;宋迎东;高希光;方光武;于国强;张盛;董洪年 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-06-19 - 公布日： 2021-09-07 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：一种结构对称性的编织陶瓷基复合材料细观组分分类方法，是基于计算机图形算法的2.5D编织结构陶瓷基复合材料XCT切片细观结构识别方法，根据每条基体的（重心）坐标对不同的基体进行配对，通过（图像）梯度的方法剔除属于纬纱边缘的像素，更加快速的拟合经纱边缘，并通过Harris角点修正经纱边缘函数，获得经纱区域，再结合图像梯度求出的纬纱边缘像素，获得纬纱区域。由于基体和孔隙的像素灰度值相差较大，因此通过阈值分割法对基体和孔隙进行定位。上述的由此提升识别过程的自动化水平。本发明提供的方法可以识别出2.5D编织材料的基体、孔隙、经纱和纬纱组分，整个过程仅需设置极少参数，操作简单且识别效率高。
一种结构对称性编织陶瓷复合材料组分分类方法

[发明专利]一种陶瓷基复合材料螺栓预制体-结构一体化设计方法-CN201910627114.1有效
发明人：高希光;朱宝城;宋迎东;张盛;于国强;董洪年 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-07-11 - 公布日： 2021-05-04 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：一种陶瓷基复合材料螺栓预制体‑结构一体化设计方法，包括如下步骤：预制体建模；结构建模；变形与失效计算。本发明依据陶瓷基复合材料的实际细观结构，建出了螺栓内部不同的小复合材料，可以实现因小复合材料内的细观失效引起的结构上的宏观失效。本发明所建出的螺纹，可以体现螺纹牙失效形式，并且还考虑了螺纹上复杂的应力情况对螺杆断裂失效形式的影响，从而提高CMCs螺栓的强度的预测精确度。本发明依据结构的实际尺寸和形状，建成了某种结构的陶瓷基复合材料预制体‑结构一体化模型，模型精确度高，能准确反映出材料各组成部分，同时给出宏观和细观结构参数，便于制备人员加工。
一种陶瓷复合材料螺栓预制结构一体化设计方法

[发明专利]一种陶瓷基复合材料超单元结构数值仿真计算方法-CN202010875363.5在审
发明人：高希光;董成乾;宋迎东;张盛;董洪年;刘晨阳 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-08-27 - 公布日： 2020-12-18 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：一种陶瓷基复合材料超单元结构数值仿真计算方法，包括如下步骤：步骤一、对结构进行超单元网格划分；步骤二、根据超单元的应变场计算超单元内部不同方向各个单胞的应变场；步骤三、根据单胞模型的材料参数计算出在此应变状态下的单胞的刚度矩阵；步骤四、根据复合材料刚度矩阵转角公式计算出超单元内部所有单胞在超单元坐标系下的刚度矩阵，再按体积平均法计算出超单元的刚度矩阵；步骤五、基于渐进损伤方法进行有限元数值仿真计算。本发明考虑了结构单胞尺度的细观结构，可以计算陶瓷基复合材料铺层不平行的情况，突破了现有方法无法对此类情况进行计算的技术瓶颈。
一种陶瓷复合材料单元结构数值仿真计算方法

[发明专利]孔隙对陶瓷基纤维束复合材料弹性性能影响的分析方法-CN202010669527.9在审
发明人：于国强;宋迎东;高希光;贾蕴发;董洪年;谢楚阳 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-07-13 - 公布日： 2020-11-24 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种孔隙对陶瓷基纤维束复合材料弹性性能影响的分析方法，包括如下步骤：步骤一、构建陶瓷基维束复合材料真实细观结构的数字化模型；步骤二、对步骤一模型中的孔隙分类；步骤三、基于步骤一模型进行简化，建立仅包含纤维、基体和界面而不包含孔隙的几何模型；步骤四、在步骤三所得几何模型的基础上建立孔隙；步骤五、对几何模型划分网格；步骤六、施加边界条件；步骤七、使用变异系数衡量孔隙位置和孔隙率对陶瓷基纤维束复合材料弹性模量的影响；计算孔隙在模型中所有可能出现位置下的弹性模量，并以计算结果的算术平均值为基准，计算弹性模量的下降百分比。本发明具有实施效率高、成本低等优点。
孔隙陶瓷纤维复合材料弹性性能影响分析方法

[发明专利]一种编织陶瓷基复合材料XCT切片数据杂质颗粒的去除方法-CN202010686506.8在审
发明人：于国强;宋迎东;高希光;贾蕴发;谢楚阳;董洪年;张世榕 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-07-16 - 公布日： 2020-11-24 - 主分类号： G06T5/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种编织陶瓷基复合材料XCT切片数据杂质颗粒的去除方法，包括以下步骤：读取待处理的XCT切片图，生成与原始图像数据分辨率相同的背景噪声图像数据；对待处理的XCT切片图进行预处理，得到归一化图像数据，将归一化图像数据进行反相处理，得到反相图像数据，将反相图像数据与待处理的XCT切片图像数据进行图像乘法运算，得到初步去除磨料颗粒的切片图像；将归一化图像数据与背景噪声图像数据进行图像乘法运算，得到中间图像数据；将中间图像数据与初步去除磨料颗粒的切片图像进行图像加法运算，得到除磨料颗粒后的XCT切片图。本发明去除了残存磨料颗粒对XCT切片的影响，提高了数据处理的效率。
一种编织陶瓷复合材料 xct 切片数据杂质颗粒去除方法

[发明专利]一种单向复合材料细观有限元模型的参数化网格划分方法-CN202010689068.0在审
发明人：宋迎东;于国强;高希光;贾蕴发;杜金康;董洪年 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-07-16 - 公布日： 2020-11-24 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种单向复合材料细观有限元模型的参数化网格划分方法，其特征在于，包括以下步骤：建立包含基体、界面层和纤维单丝的单向复合材料细观几何模型；将细观几何模型划分出外部基体区域和内部正方形块体区域；对内部正方形块体区域进行分割；定义用线段分段数表示的划分参数作为模型网格划分密度的基准，以控制模型总体的网格密度等。本发明方法所划分网格的形状规则，并且尺寸接近，可保证有限元计算结果的精确度；通过引入的划分约束保证了各区域网格的有序变化，不会出现网格变化失调的情况，可提高计算稳定性；同时，通过一个共用的划分参数作为基准实现了模型总体网格密度的统一控制，模型网格密度的调整效率高。
一种单向复合材料有限元模型参数网格划分方法

[发明专利]考虑缺陷影响的陶瓷基纤维束复合材料弹性模量计算方法-CN202010693987.5在审
发明人：宋迎东;于国强;高希光;谢楚阳;贾蕴发;董洪年 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-07-17 - 公布日： 2020-11-20 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明的考虑缺陷影响的陶瓷基纤维束复合材料弹性模量计算方法，步骤如下：建立无缺陷陶瓷基纤维束复合材料的弹性模量计算模型，建立包含孔隙缺陷的陶瓷基纤维束复合材料的数值模型；含孔隙缺陷数值模型的外层基体部分加入一层刚度较小的单元，建立考虑外层基体结合紧密性和孔隙的陶瓷基纤维束复合材料弹性模量计算模型；建立含有不紧密缺陷以及多种孔隙缺陷的多重缺陷陶瓷基纤维束复合材料的弹性模量与无缺陷陶瓷基纤维束复合材料弹性模量的关系；通过检测确定陶瓷基纤维束复合材料中孔隙的类型及其含量；计算孔隙率；将孔隙率带入求得陶瓷基纤维束复合材料的弹性模量。本发明实现了含缺陷陶瓷基纤维束复合材料弹性模量的准确计算。
考虑缺陷影响陶瓷纤维复合材料弹性模量计算方法

[发明专利]基于电阻抗成像的陶瓷基复合材料高温部件温度测量方法-CN201910514087.7有效
发明人：高希光;魏婷婷;宋迎东;贾蕴发;董洪年;张盛;于国强 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-06-13 - 公布日： 2020-07-14 - 主分类号： G01K7/16 文献下载
摘要：本发明公开了基于电阻抗成像的陶瓷基复合材料高温部件温度测量方法，包括步骤如下：制作电极；搭建多通道测试测量硬件系统；设计电阻抗实时成像软件；确立电阻率随温度变化的函数关系；由电阻率分布计算结果获得温度分布情况。本发明的方法可由电阻抗成像技术对陶瓷基复合材料高温部件电阻率分布的实时计算结果结合电阻率随温度变化关系，同步、准确地间接测量高温部件的温度分布。
基于阻抗成像陶瓷复合材料高温部件温度测量方法

[发明专利]基于结构网格的陶瓷基复合材料细观建模与力学计算方法-CN201910653580.7有效
发明人：高希光;董洪年;宋迎东;张盛;于国强;陈正扬 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2019-07-18 - 公布日： 2020-06-30 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明属于复合材料建模与力学计算技术领域，具体涉及基于结构网格的陶瓷基复合材料细观建模与力学计算方法。本发明基于结构网格，由给定的独立的几个细观几何参数，区分像素单元所属材料类别，从而实现陶瓷基复合材料细观建模。采用均匀化理论，依据六组不同周期性边界条件下的应力应变关系，获得柔度矩阵，最终实现弹性参数计算。本发明参数化地实现陶瓷基复合材料细观几何模型参数化建模及六面体网格自动划分，并实现力学计算。与传统方法相比，大大降低了难度，减少了对人的依赖，缩减了建模与计算的时间。
基于结构网格陶瓷复合材料建模力学计算方法

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