CN112329318B - 重构多组分复合材料的离散元建模方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于复合材料重构相关技术领域，其公开了一种重构多组分复合材料的离散元建模方法及应用。该方法包括：获取待重构多组分复合材料的颗粒形貌以及内部晶体结构，针对不同的晶体形貌生成对应的晶体模板；基于所述颗粒的形貌重构颗粒的表面网格，并生成包围所述表面网格的球体；在球体内生成晶体模板；获取每一晶体模板的顶点信息并存储与对应数组中；在球体内重新填充多个球单元，判断该球单元是否在晶体模板内，若在则删除，否则保留；以颗粒的形貌为目标进行压缩得到重构的颗粒，依此方式重构组成多组分复合材料的所有颗粒，然后将获得的所有颗粒自然堆积即获得重构的多组分复合材料。本申请能够真实模拟出多组分复合材料的微观结构。
Description
技术领域
本发明属于复合材料重构相关技术领域，更具体地，涉及一种重构多组分复合材料的离散元建模方法及应用。
背景技术
土石混合体(soil-rock mixture，SRM)是由较大的块石、细粒土体和孔隙等所构成的一种非均质、非连续、非线性的特殊地质体，具有复杂的力学性质和变形破坏机制，在自然界中分布非常广泛，尤其是在长江三峡地区，金沙江，澜沧江等西南地区以及东南沿海地区均有大量分布。另外，在采矿工程及建模工程中产生的废弃矿料堆、建筑垃圾等也可认为是特殊类型的土石混合体，若处理不当也会引发灾难性后果。传统的宏观连续介质力学模型及相应理论分析和数值模拟忽略了岩石材料的内部结构特征，特别是不同尺度下的土石混合体渐进破坏特性的研究，基于对土石混合体的宏细观力学的研究有助于我们进一步科学全面的剖析该类土体的变形破坏机理和演化过程。因此，如何重构具有真实形态的非均质含碎石黏土颗粒数值模型，探究其孔隙分布、破碎行为以及组构演化规律对解释其微观李旭特性具有重要意义。
现有技术中，尤其是在材料工程领域，现代粉体颗粒材料成型正朝着高生产率、高性能、高致密化和低成本等方向发展，就高聚物粘结炸药粉末压制成型理论而言，大量学者对药粉压制成型工艺进行了相关研究，主要包括：药粉压制成型过程中密度演化规律、压制成型后晶体损伤识别等。但目前关于药粉压制成型工艺参数对密度影响的研究工作还主要集中于定性描述的阶段，尚未深入研究工艺参数与孔隙率之间的定量关系，如何重构具有真实形态的复合粉末数值模型探究成型过程中药粉力学特性(颗粒分布、孔隙变化、晶体破碎、界面行为等)对定量描述成型工艺参数与其成型质量具有重要意义。
近年来，随着CT断层扫描技术的高速发展为从微米尺度上细致研究颗粒材料微观结构(即颗粒形态和内孔隙结构)对其微观力学行为的影响进而探究其破碎行为本质提供了可能，大量学者开始关注于土体的微观土力学行为以及颗粒材料压制成型的微观机理。中国专利CN107730513B公开了一种基于球谐函数不变量的颗粒识别和追踪方法，其采用CT扫描技术研究了微型土力学试验中不同加载阶段的沙土颗粒，以追踪所有沙土颗粒的运动行为，但其只能捕捉颗粒的表面形态，对材料的种类并不具备识别性，对多组分复合颗粒的的运动、变形、破碎行为以及颗粒内部晶体破碎、界面行为和组构演化规律等并不能进行表征，而现实生活中尤其是岩土工程领域，岩土中95％以上均是多组分颗粒，因此，构建新的研究方法以实现对其准确表征多组分颗粒的微观性能具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种重构多组分复合材料的离散元建模方法及应用。通过CT扫描技术获得多组分复合材料中颗粒的形貌，通过SEM扫描获得颗粒中晶体的形貌，进而可以根据晶体的形貌构建与其相似的晶体模板，组分不同晶体模板的结构不同，对晶体模板进行堆积并对晶体模板内的晶胞之间设置相应的连接方式，并对晶体模板间的间隙进行填充以模拟真实多组分复合材料的连接结构。基于颗粒属性构建接触属性，能够充分反映晶体破碎、胶结材料脱落、胶结材料与晶体的脱粘行为，更加真实的反映复合材料的力学性能。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种重构多组分复合材料的离散元建模方法，所述离散元建模方法包括：S1，采用CT扫描技术所述待重构多组分复合材料的图像，并对所述图像进行处理获得组成所述多组分复合材料的颗粒；S2，对所述颗粒进行SEM扫描获得组成所述颗粒的晶体的形貌，不同组分具有不同的晶体形貌和晶体含量，针对不同的晶体形貌生成对应的晶体模板；S3，基于所述颗粒的形貌重构所述颗粒的表面网格，并以重构的表面网格的几何中心为中心生成包围所述表面网格的球体；S4，在所述球体内生成与所述颗粒内晶体形貌对应且含量相同的晶体模板，将每一晶体模板内晶胞之间的连接设置为平行粘结接触；S5，获取每一所述晶体模板的顶点信息并存储与对应数组中，则多个晶体模板对应多个数组；S6，在所述球体内重新填充多个球单元，对于每一球单元将球单元上与数组中数据最接近的点定义为顶点，以所述顶点为一个顶点并分别以所述晶体模板上一个面上的顶点为其他顶点组成新的立方体，则组成与所述晶体模板的面数相同的立方体，若所述晶体模板的体积V与新生成的多个立方体的体积和的商小于预设值，则保留该球单元，否则删除该球单元，将所述球单元与球单元以及球单元与晶体模板之间设置为平行粘结键；S7，以所述颗粒的形貌为目标对步骤S6中的目标进行压缩得到重构的颗粒，依此方式重构组成所述多组分复合材料的所有颗粒，然后将获得的所有颗粒自然堆积即获得重构的多组分复合材料。
优选地，所述预设值为0.72。
优选地，步骤S2中基于所述颗粒的晶体的形貌，将所述晶体的外轮廓边界离散化为多个三角形单元，并输入至PFC3D中生成对应的晶体边界，并在边界内以六方最密堆积晶胞的方式生成所述晶体模板。
优选地，步骤S4还包括：S41，对晶体模板填充后的球体进行初步压制，使得所述球体内晶体模板的总体积与球体的体积比在预设范围内；S42，将压制后的晶体模板内部的晶胞的连接设置为平行粘结接触，不同晶体模板之间的连接设置为线性接触；S43，删除线性接触力大于预设应力的晶胞。
优选地，所述预设范围为70％～85％，所述预设应力为1N。
优选地，步骤S41初步压制后还包括将晶体模板之间的接触力清零。
优选地，步骤S43中采用随机算法删除线性接触力大于预设应力的晶胞。
优选地，步骤S1中所述对所述图像进行处理包括：S11，采用中值滤波对所述图像进行降噪；S12，采用自动阈值获得二值化CT图像；S13，采用内置分水岭算法获得颗粒之间相互独立的CT图像。
优选地，步骤S3中采用球谐函数重构所述颗粒的表面网格。
优选地，所述方法还包括：采用颗粒压碎试验对所述待重构多组分复合材料进行压碎获得试验结果，将步骤S7得到的重构的多组分复合材料模型进行压碎模拟获得模拟结果，若二者误差大于预设阈值则调整所述重构过程中的晶胞大小、平行粘结强度、线性接触摩擦系数、晶胞的法向刚度、晶胞的切向刚度中的一种或几种。
按照本发明的另一方面，提供了一种上述重构多组分复合材料的离散元建模方法的应用，将所述方法用于土石混合体的重构。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的重构多组分复合材料的离散元建模方法及应用至少具有如下有益效果：
1.将用于表面形貌采集的CT技术与用于微观晶体形貌采集的SEM扫描方法相结合，重构颗粒的表面网格的基础上重构复合材料颗粒，并在孔隙结构内部填充胶结材料，能够真实模拟出多组分复合材料的微观结构；
2.通过球形墙体均匀收缩方式构建晶体致密化过程，并采用三维体积算法判断填充的球单元是属于晶体内还是晶体外，若为晶体内则删除该球单元，若为晶体外则保留形成胶结材料，基于颗粒的属性构建接触属性以模拟晶体内部、胶结材料内部以及晶体与胶结材料界面的连接属性，因此该复合颗粒可以充分反映晶体破碎，胶结材料脱落、胶结材料与晶体的脱粘行为，更加真实的反映复合材料的力学性能；
3.在晶体边界内以六方最密的方式堆积晶胞和晶体模板，可以通过实行其密度的灵活调节，进而可以与重构的对象相匹配，更加精准的重构待重构的多组分复合材料；
4.通过颗粒压缩试验校正重构过程中的参数，以使得重构的多组分复合材料能准确体现出真实多组分复合材料的晶体拉伸微裂纹、晶体剪切微裂纹、胶结材料内部拉伸微裂纹、胶结材料内部剪切微裂纹、晶体与胶结材料界面拉伸微裂纹、晶体与胶结材料界面剪切微裂纹；
5.基于单颗粒模型构建的多颗粒模型能充分考虑到单颗粒的相互作用特性，也能反映出单颗粒内部的力学行为。
附图说明
图1示意性示出了根据本实施例的重构多组分材料的离散元建模方法的步骤图；
图2A示意性示出了根据本实施例采用CT扫描复合材料的CT图像切片图；
图2B示意性示出了根据本实施例对图2A中图像进行中值滤波降噪后的图像；
图2C示意性示出了根据本实施例对图2B中图像进行自动阈值后的图像；
图2D示意性示出了根据本实施例对图2C中的图像进行分水岭算法处理后的图像；
图3A示意性示出了根据本实施例SEM扫描获得的晶体形貌；
图3B示意性示出了根据本实施例的晶体模板的结构示意图；
图4A示意性示出了本实施例第一种颗粒重构的表面网格；
图4B示意性示出了本实施例第二种颗粒重构的表面网格；
图4C示意性示出了本实施例第三种颗粒重构的表面网格；
图5A示意性示出了根据本实施例重构的表面网格生成的球形墙体边界；
图5B示意示出了在图5A中的球形墙体边界内生成晶体模板后的示意图；
图5C示意示出了对图5B中的球形墙体边界内晶体模板压缩后的示意图；
图6A示意性示出了由晶体模板组成的球形几何体；
图6B示意示出了图6A中的球形几何体中各晶体模板的顶点示意图；
图7A示意性示出了图6A中球形几何体填充球单元后的示意图；
图7B示意性示出了对图7A中球形几何体进行压缩过程中的结构示意图；
图7C示意性示出了对图7A中的球形几何体进行压缩后的结构示意图；
图8A示意性示出了根据本实施例的建模方法重构的一种颗粒受重力后的状态示意图；
图8B示意性示出了根据本实施例的建模方法重构的另一种颗粒受重力后的状态示意图；
图9示意性示出了根据本实施例的建模方法构建的颗粒内部的连接键的示意图；
图10A示意性示出了根据本实施例颗粒压碎试验的状态示意图；
图10B示意性示出了根据本实施例图10A所述颗粒压碎试验的性能结果示意图；
图10C1示意性示出了对本实施例重构的颗粒进行压制的第一阶段示意图；
图10C2示意性示出了对本实施例重构的颗粒进行压制的第二阶段示意图；
图10C3示意性示出了对本实施例重构的颗粒进行压制的第三阶段示意图；
图10C4示意性示出了对本实施例重构的颗粒进行压制的第四阶段示意图；
图10D示意性示出了图10C1～图10C4对应的压制结果的示意图；
图11示意性示出了本实施例重构的颗粒压制后内部裂纹的数量；
图12示意性示出了根据本公开实施例中重构多组分材料的离散元建模方法重构的多组分材料的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供了一种重构多组分复合材料的离散元建模方法，如图1所示，所述离散元建模方法包括以下步骤S1～S7。
S1，采用CT扫描技术所述待重构多组分复合材料的图像，并对所述图像进行处理获得组成所述多组分复合材料的颗粒。
对待重构多组分复合材料的图像进行CT扫描获得CT图像切片，如图2A所示，而后采用以下方式对图像进行处理：
S11，采用中值滤波对所述图像进行降噪，如图2B所示；
S12，采用自动阈值获得二值化CT图像，如图2C所示；
S13，采用内置分水岭算法获得颗粒之间相互独立的CT图像，如图2D所示。
S2，对所述颗粒进行SEM扫描获得组成所述颗粒的晶体的形貌，不同组分具有不同的晶体形貌和晶体含量，针对不同的晶体形貌生成对应的晶体模板。
根据晶体的形貌(如图3A)，找到与晶体形貌最为相似的空间几何形状，绘制外轮廓边界并将其离散化，将所述晶体的外轮廓边界离散化为多个三角形单元，并输入至PFC3D中生成对应的晶体边界，并在边界内以六方最密堆积晶胞的方式生成所述晶体模板。对于不规则形状可以借助matlab编程结合delaunay三角网划分空间曲面，并输出成excel文件或txt文件等文本文件后再导入PFC3D中生成对应的晶体边界。在晶体边界内编程实现晶胞的六方最密堆积排列，这种排列方式可以很好地模拟晶体结构和其脆性破坏模式，生成的不同形态的晶体模板，如图3B。
SEM扫描下，晶体颗粒的形状以不规则的四面体、六面体、八面体为主。晶体粒径100μm到300μm不等，考虑到晶体内部晶胞致密堆积，采用六方最密堆积构建晶体模板，本公开实施例中以待重构的多组分复合材料为四面体和粘结剂为例进行介绍。
S3，基于所述颗粒的形貌重构所述颗粒的表面网格，并以重构的表面网格的几何中心为中心生成包围所述表面网格的球体。
本公开实施例中以采用球谐函数重构所述颗粒的表面网格，如图4A～图4C所示。在PFC3D中导入图像处理完成的st1文件，以几何中心为坐标原点生成一个直接为4mm的球形墙体边界，如图5A所示。
S4，在所述球体内生成与所述颗粒内晶体形貌对应且含量相同的晶体模板，将每一晶体模板内晶胞之间的连接设置为平行粘结接触。
根据建立的晶体模板库，选择对应形貌的晶体模板，通过“clumpgenerate”命令，尝试在球体内投放一定数量的晶体模板，例如500颗，如图5B所示。
S41，对晶体模板填充后的球体进行初步压制，使得所述球体内晶体模板的总体积与球体的体积比在预设范围内，如图5C所示。
对球体启动半径控制，通过设置预定半径满足晶体含量要求，即停止墙体运动，再接触力平衡清零。所述预设范围优选为70％～85％。
S42，将压制后的晶体模板内部的晶胞的连接设置为平行粘结接触，不同晶体模板之间的连接设置为线性接触。
S43，删除线性接触力大于预设应力的晶胞。所述预设应力优选为1N。
可以采用随机算法删除线性接触力大于预设应力的晶胞。
S5，获取每一所述晶体模板的顶点信息并存储与对应数组中，则多个晶体模板对应多个数组。
遍历所有的Clump，将其颗粒转换为ball，且同一个clump内部的晶胞定义为同一个组，不同的clump转换的晶胞的分组不同，对同组晶胞赋予模型平行粘结接触，非同组晶胞之间定义为线性接触模型。根据每个晶胞的接触个数，将只有三个平行粘结接触的晶胞定义为顶点，将待晶胞的顶点信息分组存储于对应的数组中，如图6A和6B所示。
S6，在所述球体内重新填充多个球单元，对于每一球单元将球单元上与数组中数据最接近的点定义为顶点，以所述顶点为一个顶点并分别以所述晶体模板上一个面上的顶点为其他顶点组成新的立方体，则组成与所述晶体模板的面数相同的立方体，若所述晶体模板的体积V与新生成的多个立方体的体积和的商小于预设值，则保留该球单元，否则删除该球单元，将所述球单元与球单元以及球单元与晶体模板之间设置为平行粘结键。其中，预设值优选为0.72。
本公开实施例中，以六方最密堆积的形式在球体内部重新填充多个球单元，遍历所有的球单元，对于每一球单元将球单元上与数组中数据最接近的点定义为顶点。获得一球单元的位置坐标(x0，y0，z0)，之后获得与该球单元距离最近的一组数组中的顶点信息，即四个顶点坐标(x1，y1，z1)……(x4，y4，z4)，此时，已经获得5个点的坐标，以(x0，y0，z0)为三棱锥中的一个顶点，与其余四个顶点中的三个顶点组成三棱锥，根据体积公式，求出体积V1、V2、V3、V4，再以(x1，y1，z1)……(x4，y4，z4)四个顶点组成三棱锥求其体积V，如果V/(V1+V2+V3+V4)＜0.72，则表明该球单元位于该三棱锥外部，即生成粘结剂颗粒，否则删除，如图7A所示。
S7，以所述颗粒的形貌为目标对步骤S6中的目标进行压缩得到重构的颗粒，依此方式重构组成所述多组分复合材料的所有颗粒，然后将获得的所有颗粒自然堆积即获得重构的多组分复合材料。
对步骤S6中的目标进行压缩后得到重构的颗粒，利用range关键词清除封闭几何体外部的球单元，构建真实形态的颗粒模型，如图7B和7C所示。以此方式重构组成所述多组分复合材料的所有颗粒，然后将获得的所有颗粒自然堆积即可获得重构的多组分复合材料，如图12所示，必要时可以设置颗粒与颗粒之间的连接方式。
综上所述，本申请构建复合材料的基本思想是将CT图像处理后的表面网格导入离散元软件PFC3D，在STL表面网格周围创建一个球形墙体边界，随机生成一定数量非重叠晶体，对边界施加速度控制，至晶体堆积程度达到指定的密实度，停止加载并释放颗粒重叠导致的内应力不平衡，结合随机算法删除部分晶体颗粒实现晶体的级配良好，内部空间孔隙识别填充粘结剂颗粒，最后通过删除几何体外部颗粒实现多组分复合颗粒真实形态的离散元模型，通过设置颗粒粘结键并施加重力作用让颗粒自然平衡，如图8A和8B所示。本申请中，由于复合颗粒存在晶体与粘结剂两种成分，晶体坚硬而具有脆性因此晶体内部设置平行粘结键，粘结剂柔软而具有延展性，粘结剂内部以及粘结剂与晶体界面之间设置接触粘结键(如图9所示)。为模拟出粘结剂的延性特点，在接触粘结键断裂后如果粘结剂颗粒再次产生接触则仍然是接触粘结模型，但粘结强度会下降。对于不同晶体而言，如果产生接触，由于不存在粘结作用因此采用线性滑移模型，对于墙体与颗粒而言，接触模型采用线性滑移模型。
上述建模方法还包括校正过程，具体如下：
如图10A～10D，采用颗粒压碎试验对所述待重构多组分复合材料进行压碎获得试验结果，将步骤S7得到的重构的多组分复合材料模型进行压碎模拟获得模拟结果，若二者误差大于预设阈值则调整所述重构过程中的晶胞大小、平行粘结强度、线性接触摩擦系数、晶胞的法向刚度、晶胞的切向刚度中的一种或几种。
微裂纹的生成思路是：在粘结键断裂处生成一个不参与计算的几何圆片，几何圆片的空间位置为粘结键中心，由于粘结键两端的颗粒分组不同，裂纹的类型也不相同，因此存在晶体拉伸微裂纹、晶体剪切微裂纹、胶结材料内部拉伸微裂纹、胶结材料内部剪切微裂纹、晶体与胶结材料界面拉伸微裂纹、晶体与胶结材料界面剪切微裂纹，如图11所示，由于破坏后颗粒发生运动，裂纹也在每循环5000步更新空间位置的分布，分布位置在破坏的粘结键两端颗粒中心位置。
对成功分离的STL文件导入PFC3D中，利用颗粒填充计算填充后单颗粒主惯性轴和总体积，通过循环逻辑计算STL体积求和得到50颗复合颗粒体积，基于CT扫描结果得到孔隙比，换算出离散元模型加载前的药柱高度5.47mm，试样截面直径2.74mm，即模具尺寸。
根据复合颗粒数量，首先在高60mm，直径2mm圆柱内生成相应数量直径为1mm且非重叠刚性球体，通过重力作用自由堆积，确定不规则造型粉空间位置，通过数组储存，作为非重叠造型粉颗粒空间位置的初步估计。再通过循环嵌套，批量导入STL文件，即复合颗粒表面轮廓信息，再结合单颗粒建模方法构建含有两种材料的复合颗粒大样本模型，并可进行其他力学模拟，包括一维压缩试验、三轴压缩试验等。
综上所述，本发明通过CT扫描技术获得多组分复合材料中颗粒的形貌，通过SEM扫描获得颗粒中晶体的形貌，进而可以根据晶体的形貌构建与其相似的晶体模板，组分不同晶体模板的结构不同，对晶体模板进行堆积并对晶体模板内的晶胞之间设置相应的连接方式，并对晶体模板间的间隙进行填充以模拟真实多组分复合材料的连接结构。基于颗粒属性构建接触属性，能够充分反映晶体破碎、胶结材料脱落、胶结材料与晶体的脱粘行为，更加真实的反映复合材料的力学性能。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种重构多组分复合材料的离散元建模方法，其特征在于，所述离散元建模方法包括：
S1，采用CT扫描技术获取待重构多组分复合材料的图像，并对所述图像进行处理获得组成所述多组分复合材料的颗粒；
S2，对所述颗粒进行SEM扫描获得组成所述颗粒的晶体的形貌，不同组分具有不同的晶体形貌和晶体含量，针对不同的晶体形貌生成对应的晶体模板；
S3，基于所述颗粒的形貌重构所述颗粒的表面网格，并以重构的表面网格的几何中心为中心生成包围所述表面网格的球体；
S4，在所述球体内生成与所述颗粒内晶体形貌对应且含量相同的晶体模板，将每一晶体模板内晶胞之间的连接设置为平行粘结接触；
S5，获取每一所述晶体模板的顶点信息并存储于对应数组中，则多个晶体模板对应多个数组；
S6，在所述球体内重新填充多个球单元，对于每一球单元将球单元上与数组中数据最接近的点定义为顶点，以所述顶点为一个顶点并分别以所述晶体模板上一个面上的顶点为其他顶点组成新的立方体，则组成与所述晶体模板的面数相同的立方体，若所述晶体模板的体积V与新生成的多个立方体的体积和的商小于预设值，则保留该球单元，否则删除该球单元，将所述球单元与球单元以及球单元与晶体模板之间设置为平行粘结键；
S7，以所述颗粒的形貌为目标对步骤S6中的结构进行压缩得到重构的颗粒，依此方式重构组成所述多组分复合材料的所有颗粒，然后将获得的所有颗粒自然堆积即获得重构的多组分复合材料。
2.根据权利要求1所述的离散元建模方法，其特征在于，所述预设值为0.72。
3.根据权利要求1所述的离散元建模方法，其特征在于，步骤S2中基于所述颗粒的晶体的形貌，将所述晶体的外轮廓边界离散化为多个三角形单元，并输入至PFC3D中生成对应的晶体边界，并在边界内以六方最密堆积晶胞的方式生成所述晶体模板。
4.根据权利要求2所述的离散元建模方法，其特征在于，步骤S4还包括：
S41，对晶体模板填充后的球体进行初步压制，使得所述球体内晶体模板的总体积与球体的体积比在预设范围内；
S42，将压制后的晶体模板内部的晶胞的连接设置为平行粘结接触，不同晶体模板之间的连接设置为线性接触；
S43，删除线性接触力大于预设应力的晶胞。
5.根据权利要求4所述的离散元建模方法，其特征在于，所述预设范围为70％～85％，所述预设应力为1N。
6.根据权利要求4所述的离散元建模方法，其特征在于，步骤S41初步压制后还包括将晶体模板之间的接触力清零；
步骤S43中采用随机算法删除线性接触力大于预设应力的晶胞。
7.根据权利要求1所述的离散元建模方法，其特征在于，步骤S1中所述对所述图像进行处理包括：
S11，采用中值滤波对所述图像进行降噪；
S12，采用自动阈值获得二值化CT图像；
S13，采用内置分水岭算法获得颗粒之间相互独立的CT图像。
8.根据权利要求7所述的离散元建模方法，其特征在于，步骤S3中采用球谐函数重构所述颗粒的表面网格。
9.根据权利要求3所述的离散元建模方法，其特征在于，所述方法还包括：
采用颗粒压碎试验对所述待重构多组分复合材料进行压碎获得试验结果，将步骤S7得到的重构的多组分复合材料模型进行压碎模拟获得模拟结果，若二者误差大于预设阈值则调整所述重构过程中的晶胞大小、平行粘结强度、线性接触摩擦系数、晶胞的法向刚度、晶胞的切向刚度中的一种或几种。
10.一种权利要求1～9任意一项所述离散元建模方法的应用，其特征在于，将所述方法用于土石混合体的重构。
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