随着显微成像及观测技术的进步，对材料特性的研究不断向更小几何尺度深入。在活性毁伤材料研究中，基于微细观结构特征，重点建立两类细观尺度模型，一是细观结构真实模型，二是细观结构仿真模型。
细观结构真实模型是指与材料细观真实结构高度一致的模型，可准确描述材料真实的微细观结构特征。细观结构仿真模型则不同，只反映材料主要细观结构的统计特性及规律，是对细观结构真实模型的一种简化和近似。
细观结构模型本质上是材料内一个具有代表性的体积单元，材料可以被看成由该代表性体积单元周期性排列组合而成的。与宏观尺度材料相比，代表性体积单元尺寸小若干数量级，周期性扩展形成的区域仅代表材料中一个点。外载荷作用时，各代表性体积单元表现出相似的应力、应变场，可通过一个代表性体积单元中的响应行为对材料整体响应进行分析研究。
活性毁伤材料细观真实结构模型重构的过程：首先，借助电子显微镜、扫描电镜、透射电镜等细观结构表征手段，对材料细观结构和特征进行观测表征；其次，通过图像处理技术，对材料组分特性、细观结构缺陷等进行识别提取；最后，通过矢量化及重构技术获得材料细观结构真实模型。
典型PTFE/Al（质量分数73.5％/26.5％）活性毁伤材料试样在不同放大倍数下的SEM图像如图6.4所示，其中图6.4（a）和（b）为相同放大倍数下试样不同位置细观结构。从图中可以看出，Al颗粒颜色较浅，形状近似圆形，分布较为均匀；孔洞为黑色，形状不规则，随机分布于基体中；PTFE基体为深灰色，无孔洞处结构密实，与金属颗粒界面清晰、结合良好。
从PTFE/Al活性毁伤材料试样细观结构SEM图像中可以看出，金属颗粒、孔洞、基体等易于通过视觉分辨，但图像中各元素颜色及亮度接近、边缘模糊，需首先进行对比度增强处理，使不同特征之间边界更加清晰。
对比度增强后对图像进行灰度调整，调整方法：首先，提取图像中所有元素灰度，建立灰度分布直方图；再根据直方图，获得可清晰分辨各元素的典型灰度值作为灰度阈值；最后，通过灰度阈值重新对图像灰度进行调整。
完成灰度调整的图像依然存在噪点过多、灰度梯度分布不均等问题。通过滤波处理，对图像进行降噪，进一步缩小细观结构图像中各特征灰度阈值范围，从而便于通过数学算法准确识别各元素并提取元素边缘。(www.xing528.com)
最后，结合对比度增强、灰度调整、滤波处理后图像的灰度分布特征，编写程序，识别材料细观结构特征，提取各元素轮廓。在提取图6.4中不同放大倍数细观结构图像边缘后，获得的真实细观结构图像如图6.5所示。
图6.4 PTFE/AI活性毁伤材料试样细观结构特征
图6.5 PTFE/AI活性毁伤材料细观真实结构图像
跨尺度数值仿真前，还需对活性毁伤材料细观真实结构进行有限元离散。首先将图6.5所示的细观真实结构图像矢量化；然后进行格式转换，导入有限元分析软件；最后通过有限元分析软件进行有限元离散。离散后的图像特征如表6.1所示，矢量化及离散化后的细观真实结构如图6.6所示。
表6.1 离散化后的PTFE/AI材料真实结构图像特征
图6.6 矢量化及离散化后的细观真实结构
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