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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利适用于宽体积分数范围的高效复合材料随机纤维生成方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116525039B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310426566.X，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权适用于宽体积分数范围的高效复合材料随机纤维生成方法是由刘茜;胡殿印;刘昱;马鹏辉;王荣桥设计研发完成，并于2023-04-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本适用于宽体积分数范围的高效复合材料随机纤维生成方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种适用于宽体积分数范围的高效复合材料随机纤维生成方法，包括：步骤1生成高体积分数随机纤维分布，通过在代表体积单元模型中对纤维中心坐标和纤维直径随机抽样生成高体积分数随机纤维分布。步骤2随机纤维加密提高纤维体积分数。当纤维体积分数无法满足所需高体积分数要求时，通过纤维加密提高随机纤维体积分数，以达到所需高纤维体积分数。步骤3生成宽体积分数范围纤维分布及有限元模型，通过随机去除纤维可以得到任意体积分数下纤维分布，以及该体积分数下代表体积单元模型有限元模型。本发明通过修改纤维材料属性即可进行后续有限元分析，显著提高计算效率。

本发明授权适用于宽体积分数范围的高效复合材料随机纤维生成方法在权利要求书中公布了：1.一种适用于宽体积分数范围的高效复合材料随机纤维生成方法，其特征在于，通过随机抽样生成高体积分数随机纤维分布，通过随机纤维加密提高纤维体积分数，以达到所需高体积分数；在所生成的高体积分数纤维分数基础上通过随机去除纤维生成任意体积分数下纤维分布，包括步骤如下： 步骤1生成高体积分数随机纤维分布：通过在代表体积单元模型中对纤维中心坐标和纤维直径随机抽样生成高体积分数随机纤维分布； 步骤2进行随机纤维加密提高纤维体积分数：当步骤1中的得到的纤维体积分数无法满足所需高体积分数要求时，通过纤维加密提高随机纤维体积分数，以达到所需高纤维体积分数，包括： ①在代表体积单元模型中心区域随机抽样确定第1根纤维中心坐标x1,y1，随机抽样表示在横坐标和纵坐标范围内均匀抽样，对纤维直径随机抽样确定第1根纤维的直径d1； ②对纤维直径随机抽样确定第2根纤维的直径d2，以第1根纤维中心为坐标原点建立极坐标系，通过对极坐标半径r和角度θ随机抽样得到第2根纤维中心坐标x1,y1，其中，极坐标半径抽样范围为，角度抽样范围为； ③若新生成的纤维与现有纤维重叠，则返回第②步，重新生成纤维，直至不存在两根纤维重叠； ④若新生成的纤维超过了代表体积单元模型边界，则将超过边界的纤维截开，放在边界对面的边界上，从而保证结果满足周期性边界条件；若边界对面的边界上的纤维与现有纤维重叠或两根纤维最小距离小于lmin时，返回第②步，重新生成纤维，直至不存在两根纤维重叠且最小距离大于lmin； ⑤重复步骤②-③生成第3根纤维直径d3和中心坐标x3,y3； ⑥重复步骤②-④直至第1根纤维无法再生成新的纤维； ⑦对第i根纤维重复步骤②-⑤，获取纤维直径di和纤维中心坐标xi,yi，其中i=2,3，……； ⑧重复步骤②-⑥直至无法再生成新的纤维，得到纤维根数M，并计算此时纤维体积分数Vmax1； 步骤3生成宽体积分数范围纤维分布及有限元模型：针对步骤2所得到的纤维分布，通过随机去除纤维得到任意体积分数下纤维分布，以及该体积分数下代表体积单元模型有限元模型，包括： ①计算需要去除的纤维数量num整，去除num个点的记为方案一，去除num-1点的方案记为方案二； ②针对方案一和方案二通过最优拉丁超立方法在代表体积单元模型范围内分别生成num和num-1个点； ③针对步骤②中生成的num和num-1点分别判断距离最近的纤维，即为需要去除的纤维；若距离最近的纤维相同，则选择距离第2近的纤维作为需要去除的纤维；以此类推； ④计算步骤③去除纤维后的纤维体积分数，方案一和方案二纤维体积分数分别为记为V1和V2，选择与Va最接近的方案作为最终纤维分布方案； ⑤重复步骤①-④得到任意目标体积下的纤维分布。

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