一种建立多晶体几何模型的方法
专利汇可以提供一种建立多晶体几何模型的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种建立多晶体 几何模型 的方法，本发明主要包括：首先在一个原始立方体内生成一系列随机 种子 点，以任一种子点为中心建立一个种子立方体；然后由该种子点与其周围分布的种子点之间生成若干中心对称面，用上述中心对称面对该种子点对应的种子立方体进行几何切割，将切割得到的多面体与原始立方体进行布尔相交运算，即得到该种子点所对应的晶粒的多面体几何模型；对每一个种子点依次进行上述几何操作，最终得到多晶体微观结构的几何模型。本发明基于UG/OPEN API编程在CAD 软件 中建立多晶体的三维几何模型，操作简单，通俗易懂，易于编程实现，构建的几何模型可直接用于 有限元分析 ，为后续基于多晶体微观结构几何模型研究材料的 力 学性能奠定 基础 。，下面是一种建立多晶体几何模型的方法专利的具体信息内容。
1.一种建立多晶体几何模型的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1）利用UG/OPEN API编程在UG中建立一个原始立方体（1），边长为a，用C语言编程随机生成n组的三维坐标值（x[i]，y[i]，z[i]）（2），利用上述n组坐标值在原始立方体（1）中生成n个种子点；
2）利用UG/OPEN API编程以其中一种子点（3）为中心建立一个种子立方体（4），种子立方体（4）的边长是原始立方体（1）边长的2倍，为2a；
3）利用UG/OPEN API编程，在UG中创建切割平面（5），切割平面（5）为过种子点（3）与其余一种子点（6）之间连线（7）的中点（8）并且垂直于连线（7）的平面，根据上述方法，创建种子点（3）与其余种子点的切割平面，得到n-1个切割平面，并用这n-1个切割平面切割种子立方体（4），得到的多面体几何模型就是该种子点（3）对应的晶粒模型（9）；
4）根据步骤2）3）所述的方法，按照步骤1）中n组三维坐标值（2）产生的n个种子点，依次以其余种子点为中心建立种子立方体，构建每个种子立方体对应的切割平面，并用每个种子立方体对应的切割平面对种子立方体进行几何切割，得到n个种子点对应的n个晶粒的多面体几何模型，将每个晶粒的几何模型与原始立方体（1）求交，得到最终的多晶体微观结构几何模型（10）。
2.根据权利要求1所述的一种建立多晶体几何模型的方法，其特征在于：所述步骤1）中，a为大于零的实数，n组三维坐标值（2），n为大于2的正整数，n组三维坐标值（2）为0到a的实数。
3.根据权利要求1所述的一种建立多晶体几何模型的方法，其特征在于：所述步骤4）中，每个种子立方体对应的切割平面为n-1个。
一种建立多晶体几何模型的方法
技术领域
背景技术
发明内容
1）利用UG/OPEN API编程在UG中建立一个原始立方体（1），边长为a，用C语言编程随机生成n组的三维坐标值（x[i]，y[i]，z[i]）（2），利用上述n组坐标值在原始立方体（1）中生成n个种子点；
2）利用UG/OPEN API编程以任一种子点（3）为中心建立一个种子立方体（4），种子立方体（4）的边长是原始立方体（1）边长的2倍，为2a；
3）利用UG/OPEN API编程，在UG中创建切割平面（5），切割平面（5）为过种子点（3）与其余一种子点（6）之间连线（7）的中点（8）并且垂直于连线（7）的平面，根据上述方法，创建种子点（3）与其余种子点的切割平面，得到n-1个切割平面，并用这n-1个切割平面切割种子立方体（4），得到的多面体几何模型就是该种子点（3）对应的晶粒模型（9）；
4）根据步骤2）3）所述的方法，按照步骤1）中n组三维坐标值（2）产生的n个种子点，依次以其余种子点为中心建立种子立方体，构建与每个种子立方体对应的切割平面，并用每个种子立方体对应的切割平面对种子立方体进行几何切割，得到n个种子点对应的n个晶粒的多面体几何模型，将每个晶粒的几何模型与原始立方体（1）求交，得到最终的多晶体微观结构几何模型（10）。
1b）根据种子点的三维坐标值，利用UG/OPEN API编程生成对应种子点。
2b）种子立方体（4）的原点坐标值是根据其所对应的种子点坐标值（x[i]，y[i]，z[i]）和种子立方体边长2a来确定的，为（x[i]-a，y[i]-a，z[i]-a）；
2c）根据种子立方体（4）的原点坐标值（x[i]-a，y[i]-a，z[i]-a）和边长a这两个参数，利用UG/OPEN API编程建立该种子立方体（4）。
3b）根据UG/OPEN API中判断两个对象是否相交的封装函数，判断种子立方体和切割平面是否相交，确定平面是否为有效的切割平面，将不相交的无效切割平面舍去；
3c）每个种子立方体被有效切割平面切割后得到每个晶粒的多面体几何模型；
进一步，所述步骤4）中，对每一个种子点按照上述步骤2）3）的方法建立晶粒的几何模型，最终得到n个晶粒几何模型；因为晶粒几何模型建立的原理，位于原始立方体最外层的种子点所对应的晶粒的几何模型，在完成有效平面的切割后会超出原始立方体的范围，因此，将各个晶粒几何模型与原始立方体进一步进行布尔相交运算，最终得到多晶体几何模型（10）。
具体实施方式
2）确定在原始立方体（1）中生成种子点个数为100，运用C语言中随机数生成器生成三组浮点型随机数，每组100个数，分别赋予到三个数组x[100]、y[100]、z[100]中；
3）利用种子点坐标（x[i]，y[i]，z[i]）生成对应种子点，如图2所示；
4）利用UG/OPEN API编程建立种子点（3）对应的种子立方体（4），边长为2a=200，种子立方体（4）原点坐标为（x[i]-100，y[i]-100，z[i]-100），如图3所示；
5）利用UG/OPEN API编程建立切割平面（5），切割平面（5）是由该种子立方体（4）所对应的种子点（3）的坐标值（x[i]，y[i]，z[i]）与其它一种子点（6）的坐标值（x[j]，y[j]，z[j]）确定的，切割平面（5）为该种子立方体（4）所对应的种子点（3）与其它种子点之间的中心对称面，中心对称面的法向量为两个种子点之间的方向向量，为（x[j]-x[i]，y[j]-y[i]，z[j]-z[i]），且该中心对称面过上述两个种子点之间的中点，中点坐标值为（(x[j]+x[i])/
2，(y[j]+y[i])/2，(z[j]+z[i])/2）；如图4所示，每个种子立方体要建立与其周围种子点对应的所有切割平面；
6）利用UG/OPEN API中判断几何对象相交的函数，判断上一步中建立的切割平面能否切割到与其对应的种子立方体，能够切割到的为有效平面，反之为无效平面，通过UG/OPEN API编程，用所有有效平面切割该种子立方体（4）就得到该种子点（3）所对应的晶粒的多面体几何模型（9），如图5所示；
7）对每一个种子点依次进行上述步骤3）4）5）6）操作，得到n个晶粒模型，利用UG/OPEN API编程将每个晶粒的多面体几何模型与原始立方体进行布尔求交运算，得到最终的多晶体几何模型，如图6所示。
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