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龙图腾网获悉福州大学申请的专利计算纤维增强混凝土中钢纤维朝向分布的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：CN115795910B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11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：202211636648.9，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权计算纤维增强混凝土中钢纤维朝向分布的方法是由黄伟;潘阿馨;陈庆丰;薛飞翔;杨雨设计研发完成，并于2022-12-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本计算纤维增强混凝土中钢纤维朝向分布的方法在说明书摘要公布了：本发明提出一种计算纤维增强混凝土中钢纤维朝向分布的方法，通过统计纤维增强混凝土基体中钢纤维的朝向概率和朝向系数研究纤维的朝向分布，解决了传统试验中计算纤维增强混凝土中钢纤维朝向分布效率低、过程复杂的问题。其通过建立三维纤维空间分布立方体模型，使钢纤维在三维空间模型中乱向分布，利用夹角公式计算钢纤维的朝向角，并通过统计朝向概率获得钢纤维在混凝土的朝向分布规律。该方法通过简单便捷的公式计算，能够获得纤维在混凝土基体中分布的朝向规律，同时减少了大量的实验操作和计算过程，提高了运算效率。

本发明授权计算纤维增强混凝土中钢纤维朝向分布的方法在权利要求书中公布了：1.一种计算纤维增强混凝土中钢纤维朝向分布的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1：生成三维钢纤维空间分布模型 通过大型数学计算软件MATLAB来建立纤维空间分布模型，采用蒙特卡洛方法确定其纤维的几何位置信息；其中，将纤维增强混凝土基体视为理想状态，其材料属性均匀分布且无颗粒气泡的影响； 步骤S2：计算纤维朝向角并绘制朝向概率曲线； 步骤S3：计算朝向系数并绘制朝向系数概率曲线； 步骤S3具体包括以下步骤： 步骤S3.1：计算纤维的朝向系数： 根据复合材料理论，纤维增强混凝土的应力由式13表示； 根据式13，纤维增强混凝土的力学性能分为基体与纤维两部分，式中σfc、σm、τ分别为纤维增强混凝土材料整体的抗拉强度、纤维体积掺量为0时基体自身抗拉强度以及钢纤维与基体的平均粘结强度；Vf、lf、df分别为钢纤维的体积掺量、长度和直径；而ηθ、ηβ、ηl则是与钢纤维有关的系数，其中ηθ是纤维朝向系数，该系数通过钢纤维的朝向与主应力方向夹角余弦值确定； 单根纤维的朝向系数计算如式14所示，当模型中所有钢纤维与主应力方向平行时，纤维朝向系数ηθ＝1.0，当模型中所有钢纤维与主应力方向垂直时，纤维朝向系数ηθ＝0；模型中整体的纤维朝向系数通过对朝向概率曲线换算之后计算得到，将朝向概率曲线横坐标的角度值转换成余弦值，从而得到朝向系数的概率曲线，对该曲线包络面积积分求取期望值，得到平均朝向系数，即纤维朝向系数，如式15： 其中，lf是纤维的长度；μi是夹角为i°的单根纤维的朝向系数；是平均朝向系数；N是纤维的总数；是朝向系数值为μi钢纤维的概率； 步骤S3.2：绘制纤维的朝向系数曲线： 统计模型中钢纤维的朝向系数，绘制出以朝向角为横坐标，以朝向系数概率为纵坐标的朝向系数曲线。

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