(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221041748 8.2 (22)申请日 2022.04.20 (71)申请人 西安建筑科技大 学 地址 710055 陕西省西安市碑林区雁塔路 13号 (72)发明人 李宁　蒲广宁　袁阳光　王晓威　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 房鑫 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法、 系 统及存储介质 (57)摘要 一种碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方 法、 系统及存储介质， 界定量化方法包括以下步 骤： 获取碎石粒料的三维空间结构， 计算碎石粒 料的颗粒配位数， 确定中心颗粒与配位颗粒； 在 中心颗粒与配位颗粒的接触位置分别制作两个 颗粒的法线和垂直于法线的切面， 根据两个颗粒 对应的法线和切面的表达式， 计算出两个法线和 切面的参数值； 比较两个法线和切面的参数值， 确定配位颗粒与中心颗粒的接触方式。 本发明可 以确定的配位颗粒与中心颗粒的接触方式更加 丰富， 能真实反映碎石粒料良好的物理力学性 能， 通过本发 明可以判定碎石粒料在不同材料组 成和成型工艺下的颗粒接触方式， 为进行碎石粒 料的物理力学性能分析奠定基础， 对于实现碎石 粒料的科学应用提供 条件。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 114969892 A 2022.08.30 CN 114969892 A 1.一种碎石粒 料颗粒接触方式的界定量 化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取碎石粒料的三维空间结构， 计算碎石粒料的颗粒配位数， 确定中心颗粒与配位颗 粒； 在中心颗粒与配位颗粒的接触位置分别制作两个颗粒的法线和 垂直于法线的切面， 根 据两个颗粒对应的法线和 切面的表达式， 计算出两个法线和 切面的参数值； 比较两个法线和 切面的参数值， 确定配位颗粒与中心颗粒的接触方式。 2.根据权利要求1所述碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法， 其特征在于， 在所述获 取碎石粒料 的三维空间结构， 计算碎石粒料 的颗粒配位数 的步骤中， 获取 的碎石粒料 的颗 粒均为凸多面体颗粒， 对颗粒 粒径大于4.75m m以上的颗粒进行配位数计算。 3.根据权利要求1所述碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法， 其特征在于， 在所述确 定中心颗粒与配位颗粒的步骤中， 确定中心颗粒与配位颗粒的接触点坐标以及中心颗粒与 配位颗粒存在接触的面或边的顶点 坐标。 4.根据权利要求3所述碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法， 其特征在于， 所述在中 心颗粒与配位颗粒的接触位置 分别制作两个颗粒的法线和垂 直于法线的切面， 根据两个颗 粒对应的法线和 切面的表达式， 计算出两个法线和 切面的参数值的步骤中： 两个颗粒对应的法线的表达式如下： 两个颗粒对应的切面的表达式如下： A1x+B1y+C1z+D1＝0 A2x+B2y+C2z+D2＝0 式中， (x,y,z)为法线或切平面上代入点的坐标， (x0,y0,z0)为颗粒的接触点坐标； (m1, n1,p1)为中心颗粒接触点处法线方向向量； (m2,n2,p2)为配位颗粒接触点处法线方向向量； (A1,B1,C1)为中心颗粒接触点处切平 面的法向量； (A2,B2,C2)为配位颗粒接触点处切平面的 法向量； D1为中心颗粒接触点处切平面参数， D2为配位颗粒接触点处切平面参数； (A1,B1, C1)、 (A2,B2,C2)、 D1、 D2通过中心颗粒与配位颗粒存在接触的面或边的顶点 坐标确定 。 5.根据权利要求1所述碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法， 其特征在于， 所述比较 两个法线和 切面的参数值， 确定配位颗粒与中心颗粒的接触方式的原则包括： ①若两个法线均存在多个参数值， 表明接触位置为 点， 则判定 两颗粒为点‑点式接触； ②若两个法线中只有一个法线的参数值唯一， 另一个法线的参数值不唯一； 且唯一参 数值法线对应的平面与颗粒边 缘有且仅有一条交线， 则判定 两颗粒为点‑线式接触； ③若两个法线中只有一个法线的参数值唯一， 另一个法线的参数值不唯一； 且唯一参 数值法线对应的平面与颗粒边 缘有两条以上交线， 则判定 两颗粒为点‑面式接触； ④若两个法线中都只有一个唯一的法线， 两平面与颗粒边缘有且仅有一条交线， 且两 平面有且仅有一条交线， 则判定 两颗粒为线 ‑线式接触； ⑤若两个法线中都只有一个唯一的法线， 其中一个平面与颗粒边缘有且仅有一条交 线， 另一个平面与颗粒边缘有两条以上 交线， 且两平面有且仅有一条 交线， 则判定两颗粒为权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114969892 A 2线‑面式接触； ⑥若两个法线中都只有一个唯一的法线， 两平面均与颗粒边缘有两条以上交线， 且两 平面重合， 则判定 两颗粒为面‑面式接触。 6.根据权利要求5所述碎石粒料颗粒接触方式的界定量化方法， 其特征在于， 对于两颗 粒为线‑线式接触以及线 ‑面式接触计算出接触长度， 若两颗粒为面 ‑面式接触计算出接触 面积， 根据接触长度与接触面积确定出最优颗粒接触方式。 7.一种碎石粒 料颗粒接触方式的界定量 化系统， 其特 征在于， 包括： 配位颗粒确定模块， 用于获取碎石粒料的三维空间结构， 计算碎石粒料的颗粒配位数， 确定中心颗粒与配位颗粒； 法线和切面参数值计算模块， 用于在中心颗粒与配位颗粒的接触位置分别制作两个颗 粒的法线和垂直于法线的切 面， 根据两个颗粒对应的法线和切 面的表达式， 计算出两个法 线和切面的参数值； 接触方式确定模块， 用于比较两个法线和切面的参数值， 确定配位颗粒与中心颗粒的 接触方式。 8.根据权利要求7所述碎石粒料颗粒接触方式的界定量化系统， 其特征在于， 所述配位 颗粒确定模块 获取的碎石 粒料的颗粒均为凸多面体颗粒， 对颗粒粒径大于4.75mm以上颗粒 进行配位数计算。 9.根据权利要求7所述碎石粒料颗粒接触方式的界定量化系统， 其特征在于， 所述接触 方式确定模块按照如下原则确定配位颗粒与中心颗粒的接触方式： ①若两个法线均存在多个参数值， 表明接触位置为 点， 则判定 两颗粒为点‑点式接触； ②若两个法线中只有一个法线的参数值唯一， 另一个法线的参数值不唯一； 且唯一参 数值法线对应的平面与颗粒边 缘有且仅有一条交线， 则判定 两颗粒为点‑线式接触； ③若两个法线中只有一个法线的参数值唯一， 另一个法线的参数值不唯一； 且唯一参 数值法线对应的平面与颗粒边 缘有两条以上交线， 则判定 两颗粒为点‑面式接触； ④若两个法线中都只有一个唯一的法线， 两平面与颗粒边缘有且仅有一条交线， 且两 平面有且仅有一条交线， 则判定 两颗粒为线 ‑线式接触； ⑤若两个法线中都只有一个唯一的法线， 其中一个平面与颗粒边缘有且仅有一条交 线， 另一个平面与颗粒边缘有两条以上 交线， 且两平面有且仅有一条 交线， 则判定两颗粒为 线‑面式接触； ⑥若两个法线中都只有一个唯一的法线， 两平面均与颗粒边缘有两条以上交线， 且两 平面重合， 则判定 两颗粒为面‑面式接触。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 其特征在 于： 所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求 1至6中任意一项 所述碎石 粒料颗粒 接触方式的界定量 化方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114969892 A 3