应用MATLAB 程序编写完成了炸药颗粒圆形随机分布模型，图7－1 所示为炸药颗粒体积分数分别为30%～80%的细观模型。该程序的主要思想是在一定区域内，随机生成若干个数组作为圆心的坐标，而圆形的半径是自由设定的，由此生成若干随机圆形，以此代表炸药颗粒。将这些命令流直接复制粘贴到ANSYS 的命令行中即可完成模型的建立。因此，为了提高炸药颗粒体积分数，更好地模拟真实PBX 的有效力学性能，建立了炸药颗粒六边形规则分布模型。......
2023-06-27
真实结构细观模型优化探讨
【摘要】：对PBX 表面进行打磨、抛光、喷金等处理后，利用SEM 装置即可得到PBX 的细观结构照片。然而，SEM 照片是PBX 局部位置放大的物理图像文件，就其自然格式而言，计算机中的物理图像文件是不能直接用来处理的，必须先对它进行数字图像处理。如图7－3 所示的PBX 炸药颗粒呈黑色，黑色的灰度值比较低；而黏结剂呈灰白色，所属的灰度值比较高。真实结构的颗粒体积分数为90%。图7－3PBX 炸药的SEM 图与有限元网格模型SEM 图片；有限元网格模型
对PBX 表面进行打磨、抛光、喷金等处理后，利用SEM 装置即可得到PBX 的细观结构照片。然而，SEM 照片是PBX 局部位置放大的物理图像文件，就其自然格式而言，计算机中的物理图像文件是不能直接用来处理的，必须先对它进行数字图像处理。把模拟图像在空间上、幅值上进行离散化，将其转换成对应的数字形式，离散化的图像称为数字图像。
图像本身是一个二维连续函数，图像的幅值是其位置的连续函数。然而，在计算机中对图像进行数字处理时，首先必须对其在空间和幅度上进行数字化。对二维图像按照像素点进行均匀采样，得到一幅离散化成M ×N 像素点单元的数字图像。数字图像在计算机中是由一个个像素点组成的，每个像素点有一个对应的整数值来代表该像素点的灰色度。整个图像由有着不同灰色度的像素点组成，这些像素点的灰色度构成了一个离散的函数f（x，y）（x＝1～M，y＝1～N）：
图像不同的存储格式都有与其对应的离散函数。首先将图像由图形格式转化为数字格式，这些数据是进一步图像数字处理的基础。如图7－3 （a）所示的PBX 炸药颗粒呈黑色，黑色的灰度值比较低；而黏结剂呈灰白色，所属的灰度值比较高。由于图像中只包含两种组元，所以根据灰度值可以将整个图像分成两个部分，根据下面的算式，得到一个二值图像：
根据不同的像素点灰度值对应着不同的材料组元，将像素点单元的集合转换成有限元网格单元的集合，从而生成与扫描电镜图片一致的细观尺度的有限元网格模型［图7－3 （b）］，其中T＝110，得到的数字图像较真实地反映了PBX 实际显微结构照片特征。真实结构的颗粒体积分数为90%。
图7－3 PBX 炸药的SEM 图与有限元网格模型
（a）SEM 图片；（b）有限元网格模型
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