数字图像处理在有限元前处理中的应用

论文摘要

随着科学计算的发展,图像处理在工程计算的分析中得到广泛的运用。目前大多数有限元软件很难准确模拟复合材料中的孔洞,颗粒,编制纤维等真实的形状,因此难以得出令人满意的结果。数字图形处理能够比较精确地描述其中的图形形状,结合有限元分析技术,就可以比较准确地模拟其力学行为。综合数字图像处理、几何矢量转换技术与有限元网格自动生成原理,提出了对颗粒增强复合材料的数字图像有限元分析方法。以复合材料的图像为研究对象,先采用数字图像算法获得材料的真实细观结构;然后,通过几何矢量转换技术将二元图像的细观结构转化为矢量化的细观结构;在矢量化细观结构的基础上,再利用网格自动生成技术生成材料细观结构的有限元网格;最后,采用传统的有限元计算理论,对细观结构中的不同材料赋予相应的材料参数,从而实现了材料的非均质力学分析,真实地反映了材料的力学性能。以颗粒增强材料为例,简单说明实现数字数值分析方法的整个过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 数字图像处理的发展与近况
• 1.3 有限元算法的发展与近况
• 1.4 结合数字图像处理与有限元应用的发展与近况
• 1.5 主要研究内容
• 第2章 图像数字化及处理
• 2.1 数字图像再现材料的细观结构
• 2.1.1 数字图像和图像数据
• 2陶瓷复合材料的细观结构'>2.1.2 SiC-ZrB₂陶瓷复合材料的细观结构
• 2.2 图像去噪
• 2.2.1 腐蚀
• 2.2.2 膨胀
• 2.2.3 开操作与闭操作
• 2.3 边界检测算法
• 2.4 本章小结
• 第3章 图像边界的几何矢量化
• 3.1 几何矢量的转换算法
• 3.1.1 图像分割结果与有限元网格之间的映射关系
• 3.1.2 多边形模拟算法
• 3.2 比例变化及有限元软件接口的实现
• 3.3 本章小结
• 2-SiC陶瓷材料图像在有限元中的应用'>第4章 ZrB₂-SiC陶瓷材料图像在有限元中的应用
• 4.1 有限元基本理论
• 4.1.1 利用最小位能原理建立有限元方程
• 2- SiC陶瓷复合材料热力学性能预报'>4.1.2 利用有限元对ZrB₂- SiC陶瓷复合材料热力学性能预报
• 4.2 有限元计算结果
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历