(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211036436.7 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市碑林区友谊西 路127号 (72)发明人 龙旭　朱佳琦　苏昱太　刘永超　 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G16C 60/00(2019.01) G16C 20/80(2019.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种指定晶体含量的PBX材料细观结构建模 方法 (57)摘要 一种指定晶体含量的PBX材料细观结构建模 方法， 包括如下步骤： 步骤1： 确定PBX细 观结构的 二维模型边界范围， 在此范围内， 随机生成N个离 散点， 自动构建三角网， 形成传统的Voronoi模 型， 获取每个晶粒的顶点； 步骤2： 定义偏移函数， 给定粘结剂 的初始宽度， 调整晶粒顶点， 将其向 中心点偏移， 获取偏移顶点后的细观结构模型； 步骤3： 计算晶体含量， 及其与目标晶体含量的偏 差； 步骤4： 获取指定晶体含量PBX材料晶粒及其 顶点坐标， 确定最终的数值， 在有限元软件中建 立指定晶体含量的PBX炸药细观结构模型。 该方 法可以快速生成指定晶体含量的PBX材料的模 型， 描述PBX材料晶粒间的粘结剂成分， 同时可以 构建与真实PBX形貌相一致的细观结构， 为后续 进行PBX细观结构分析提供模型输入。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 115438539 A 2022.12.06 CN 115438539 A 1.一种指定晶体含量的PBX材料细观结构建模方法， 其特征在于： 基于传统Voronoi模 型， 建立PBX材料的晶界平移算法， 通过调整粘 结剂的尺 寸lc， 生成指定晶体含量的PBX材料 细观结构， 该方法可以描述PBX材料晶粒间的粘结剂成分， 为后续进行PBX细观结构分析提 供模型输入。 它包括如下步骤： 步骤1： 确定PB X细观结构的二维模型边界范围， 在此范围内， 随机生成N个离散点， 自动 构建三角网， 形成传统的Voro noi模型获取每 个晶粒的顶点； 步骤2： 定义偏移函数， 给定粘结剂的初 始宽度lc， 调整晶粒顶点， 将其向中心点偏移， 获 取偏移顶点后的细观结构模型； 步骤3： 计算晶体含量C， 及其与目标晶体含量C0的偏差σ； 步骤4： 获取指定晶体含量PBX材料晶粒及其顶点坐标， 确定最终lc的数值(lc＝lc0)， 在 有限元软件中建立指定晶体含量的PBX炸药细观结构模型。 2.根据权利要求1所述的确定PBX细观结构的二维模型边界范围， 其特征在于： 在步骤1 中设PBX材料细观结构在x轴、 y轴的范围， x∈[X0,X1]， y∈[Y0,Y1]， 其中X0为该结构的左边 界， X1为该结构的右边界， Y0为该结构的下边界， Y1为该结构上边界。 3.根据权利要求1所述的形成传统的Voronoi模型， 其特征在于： 在步骤1确定的PBX细 观结构二维模型边界范围内， 随机生成N个离散点， 其中N为PBX材料中的晶粒数量。 由这些 离散点自动构建三角网， 计算每个三角形 的外接圆圆心， 寻找与三角形三边共边的相邻三 角形， 若存在， 则把该三角形的外心与相 邻三角形的外心连接， 否则取最外边的中垂线射线 作为晶粒边界， 形成传统的Voro noi模型并提取每 个晶粒的顶点。 4.根据权利要求1所述的调整晶粒顶点， 将其向中心点偏移， 其特征在于： 在步骤2中定 义偏移函数， 其中定义偏移函数时， 设晶粒某一顶点 为A， 相邻两个顶点分别为B和C； ①向量表示： AB＝((xB‑xA),(yB‑yA)) AC＝((xC‑xA),(yC‑yA)) 其中， x、 y分别表示横纵坐标的数值。 ②求两点之间的距离为： ③求AB和AC之间的角度： AB·AC＝xAB×xAC+yAB×yAC ④求偏移的距离： 其中， lc为晶界的宽度。 ⑤求偏移的方向：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115438539 A 2将向量AB、 AC归一 化： 偏移方向为： ⑥求偏移后的坐标： 偏移后的点 为： A′＝(xA′,yA′)。 5.根据权利要 求1所述的计算晶体含量C， 及其与目标晶体含量C0的偏差σ， 其特征在于： 在步骤3中计算出在粘结剂的初始宽度lc0下所生成模型的晶体含量C， 其中， 晶体含量C定义 为 C＝A/S 其中A为晶粒面积和， S为模型总面积。 定义初始晶体含量C与目标晶体含量C0的偏差σ 为 式中， 若偏差值小于0.01且大于 ‑0.01， 进入步骤4； 若偏差值大于等于0.01， 增大lc0， 返 回步骤2继续计算； 若偏差值大于等于 ‑0.01， 减小lc0， 返回步骤2继续计算。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115438539 A 3