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数字图像处理在有限元前处理中的应用

陈宇  
【摘要】: 随着科学计算的发展,图像处理在工程计算的分析中得到广泛的运用。目前大多数有限元软件很难准确模拟复合材料中的孔洞,颗粒,编制纤维等真实的形状,因此难以得出令人满意的结果。数字图形处理能够比较精确地描述其中的图形形状,结合有限元分析技术,就可以比较准确地模拟其力学行为。 综合数字图像处理、几何矢量转换技术与有限元网格自动生成原理,提出了对颗粒增强复合材料的数字图像有限元分析方法。以复合材料的图像为研究对象,先采用数字图像算法获得材料的真实细观结构;然后,通过几何矢量转换技术将二元图像的细观结构转化为矢量化的细观结构;在矢量化细观结构的基础上,再利用网格自动生成技术生成材料细观结构的有限元网格;最后,采用传统的有限元计算理论,对细观结构中的不同材料赋予相应的材料参数,从而实现了材料的非均质力学分析,真实地反映了材料的力学性能。以颗粒增强材料为例,简单说明实现数字数值分析方法的整个过程。


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