[發(fā)明專利]一種確定結(jié)構(gòu)多尺度動(dòng)力分析中子模型尺寸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410051516.9
• 申請日: 2014-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN103761402B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王浩;王春峰;陶天友
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種確定結(jié)構(gòu)多尺度動(dòng)力分析中子模型尺寸的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

第一步：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，建立大跨結(jié)構(gòu)的整體模型，用網(wǎng)格劃分尺度為米級(jí)的粗網(wǎng)格對(duì)大跨結(jié)構(gòu)整體模型進(jìn)行劃分，不考慮結(jié)構(gòu)局部的一些構(gòu)造細(xì)節(jié)，

第二步：采用常用數(shù)值積分法進(jìn)行動(dòng)力反應(yīng)數(shù)值分析并求解計(jì)算，根據(jù)整體模型的計(jì)算結(jié)果，得知整體模型的薄弱部位和應(yīng)力集中部位，從而確定結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，

第三步：由結(jié)構(gòu)整體模型分析得到的內(nèi)力和位移響應(yīng)得出整體模型的薄弱部位、應(yīng)力集中部位和用戶所要求和關(guān)心的部位，將這些部位作為最終需要在整體模型中建立子模型進(jìn)行專門分析的結(jié)構(gòu)部位，

第四步：第三步中子模型的初始尺寸大小根據(jù)圣維南原理和結(jié)構(gòu)重要性共同確定：結(jié)構(gòu)越重要，子模型初始尺寸大小就越大，依據(jù)圣維南原理，子模型初始尺寸越大，分析結(jié)果就越精確，由此建立用于結(jié)構(gòu)多尺度動(dòng)力分析的初始子模型，

第五步：采用結(jié)構(gòu)多尺度動(dòng)力分析方法，基于初始子模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析，并采用逐步積分法進(jìn)行計(jì)算得到初始子模型的動(dòng)力響應(yīng)值，設(shè)該值為β₁，

第六步：確定更新子模型的尺寸增大系數(shù)a，以a倍增大初始子模型尺寸，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和大跨結(jié)構(gòu)重要性可以確定增大系數(shù)a的一個(gè)范圍，結(jié)構(gòu)越重要，則增大系數(shù)a在這個(gè)范圍中取得值就越大，根據(jù)圣維南原理，整個(gè)子模型的響應(yīng)值就會(huì)越精確，

第七步：根據(jù)增大系數(shù)a重新建立子模型，基于更新子模型重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析，采用逐步積分法計(jì)算得到新建子模型的動(dòng)力響應(yīng)值，設(shè)該值為β₂，并結(jié)合β₁值進(jìn)行分析結(jié)果精度的保證率δ計(jì)算，計(jì)算公式如公式（1）

δ=|β2-β1β1|---(1),]]>

第八步：分析結(jié)果精度的保證率δ驗(yàn)算及最終子模型尺寸的確定，將第七步計(jì)算所得保證率δ與用戶預(yù)先設(shè)定的保證率進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)算，以確定分析結(jié)果的精度能否滿足要求，并據(jù)此確定此時(shí)的更新子模型能否作為最終用于計(jì)算的子模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定結(jié)構(gòu)多尺度動(dòng)力分析中子模型尺寸的方法，其特征在于第五步所述的結(jié)構(gòu)多尺度動(dòng)力分析方法中，需在第四步確定初始子模型的大小后，先根據(jù)第二步整體模型計(jì)算結(jié)果，由整體模型相應(yīng)位置的節(jié)點(diǎn)位移和應(yīng)力邊界條件進(jìn)行插值，以此確定整體模型和子模型交界面的耦合條件，作為整體模型和子模型的銜接處理，并將作用在子模型上的荷載單獨(dú)施加，同樣采用結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析中的逐步積分法計(jì)算出初始子模型的動(dòng)力響應(yīng)值，并賦值為β₁。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定結(jié)構(gòu)多尺度動(dòng)力分析中子模型尺寸的方法，其特征在于第八步所述的分析結(jié)果精度的保證率δ驗(yàn)算中，若計(jì)算保證率δ不能達(dá)到用戶預(yù)先設(shè)定的保證率時(shí)，則需要在整體模型中增大建立子模型的區(qū)段；把本次計(jì)算所用更新子模型作為下一步計(jì)算的初始子模型，先把β₂賦值給β₁，再重復(fù)第六步和第八步的過程，計(jì)算中增大系數(shù)a無需再次確定，直到計(jì)算出的保證率δ不大于用戶預(yù)先設(shè)定的保證率值，則確定該更新子模型作為最終用于計(jì)算的子模型，同時(shí)確定了最終子模型的尺寸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定結(jié)構(gòu)多尺度動(dòng)力分析中子模型尺寸的方法，其特征在于所述的數(shù)值積分法包括中心差分法、Newmark-β法、Wilson-θ法、線性加速度法和平均常加速度法。