An efficient method to generate random distribution of fibers in continuous fiber reinforced composites

随机性 材料科学 沃罗诺图 纤维 代表性基本卷 有限元法 复合材料 纤维增强复合材料 算法 计算机科学 微观结构 结构工程 数学 几何学 统计 工程类
作者
Weijian Ge,Libo Wang,Yongle Sun,Xuqing Liu
出处
期刊:Polymer Composites [Wiley]
卷期号:40 (12): 4763-4770 被引量:20
标识
DOI:10.1002/pc.25344
摘要

Abstract This paper presents a new method based on iterative improvement to generate the random microstructure of continuous fiber reinforced composite with high fiber volume fraction (up to 70%), overcoming the jamming limit of the traditional random sequential adsorption (RSA) method. The novelty of the proposed method lies in an iterative improvement of the generated microstructure through separating initially randomly set positions of the fibers. Without complex heuristic steps, this algorithm can generate different fiber distributions with fast speed and good randomness. The offset magnitude of the separation process is adjusted according to fiber volume fractions to speed up the generation. Statistical analysis is performed on the generated fiber distribution. Five descriptors including Voronoi polygon area, nearest neighbor distances, nearest neighbor orientation, Ripley's K function and pair distribution function are used to compare the proposed algorithm and the RSA with completely spatial random distribution for both short and far distances. Fiber distributions generated by this new algorithm are proved to have good randomness. An finite element analysis (FEA) example is also presented to predict the effective elastic property of the carbon fiber epoxy composites, and a reasonable agreement with the experimental result is achieved. The proposed algorithm provides a useful tool to generate micromechanical models that can be used to predict and understand the mechanical behavior of fiber reinforced composites.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
had完成签到,获得积分10
2秒前
快乐游轮完成签到,获得积分10
3秒前
碗千岁发布了新的文献求助10
3秒前
一一完成签到 ,获得积分10
4秒前
琅琊为刃完成签到,获得积分10
4秒前
酷酷筝完成签到,获得积分10
4秒前
小孟要努力完成签到,获得积分10
4秒前
cc发布了新的文献求助10
5秒前
隐形的乐枫完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
尉迟如音发布了新的文献求助10
5秒前
清茶韵心发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
红黄蓝完成签到 ,获得积分10
6秒前
和谐初南发布了新的文献求助10
6秒前
西宁完成签到,获得积分10
6秒前
Sophia完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
缓慢山柳完成签到,获得积分10
7秒前
做实验太菜完成签到,获得积分10
7秒前
香蕉觅云应助咸菜采纳,获得10
7秒前
琅琊为刃发布了新的文献求助10
7秒前
satchzhao发布了新的文献求助10
8秒前
曹梦梦发布了新的文献求助10
8秒前
614606480@qq.com完成签到,获得积分10
8秒前
joy发布了新的文献求助10
8秒前
SCINEXUS完成签到,获得积分0
9秒前
我爱化学发布了新的文献求助10
9秒前
Ava应助小巧的大米采纳,获得10
9秒前
明明完成签到,获得积分10
9秒前
自信的冬日完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
车佳莹完成签到,获得积分10
10秒前
zly1053完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 890
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3257371
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2899231
关于积分的说明 8304717
捐赠科研通 2568521
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1395145
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 652955
邀请新用户注册赠送积分活动 630725