[發明專利]空間圓管結構極限承載力分析的一次線彈性估算方法

在審

• 申請號: 201611170502.4
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106599489A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 張偉;張陽;陳正;陳嘉其
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司45104
• 代理人: 黃永校

1.空間圓管結構極限承載力分析的一次線彈性估算方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立空間圓管結構分析模型

確定空間圓管結構幾何尺寸、材料參數、荷載狀況和約束條件，建立空間圓管結構分析模型，

(2)確定失效單元

計算各個單元的單元失效系數，將單元失效系數α^e大于基準失效系數α₀的單元選為失效單元，

(3)一次線彈性估算方法計算空間圓管結構極限承載力

計算空間圓管結構失效單元的彈性應變能U^e和塑性耗散功D^e，采用一次線彈性估算方法計算空間圓管結構的極限承載力P_L為：

$P_L=\frac{\underset{e=1}{\overset{R}{\Σ}}{D}^e}{\underset{e=1}{\overset{R}{\Σ}}{U}^e}$

其中，R表示空間圓管結構失效單元的個數；e表示單元編號。

2.根據權利要求1所述的空間圓管結構極限承載力分析的一次線彈性估算方法，其特征在于，所述確定空間圓管結構幾何尺寸包括梁長、柱高、截面的外半徑R_O和內半徑R_I。

3.根據權利要求1所述的空間圓管結構極限承載力分析的一次線彈性估算方法，其特征在于，所述的材料參數為材料的屈服強度。

4.根據權利要求1所述的空間圓管結構極限承載力分析的一次線彈性估算方法，其特征在于，所述的單元失效系數α^e由單元承載比r^e和單元承載比的最大值r^max計算得到，其計算模型為

${\mathrm{\α}}^e=\frac{r^e}{r^{max}}$

其中，r^e的計算模型為

$r^e=\sqrt[4]{\begin{array}{c}{\left(\frac{N}{N_p}\right)}^4+2.29|{\left(\frac{N}{N_p}\right)}^3\sqrt{{\left(\frac{M_y}{M_{py}}\right)}^2+{\left(\frac{M_z}{M_{pz}}\right)}^2}+3.39{\left(\frac{N}{N_p}\right)}^2{\[\sqrt{{\left(\frac{M_y}{M_{py}}\right)}^2+{\left(\frac{M_z}{M_{pz}}\right)}^2}\]}^2\\ +0.34\left|\left(\frac{N}{N_p}\right){\[\sqrt{{\left(\frac{M_y}{M_{py}}\right)}^2+{\left(\frac{M_z}{M_{pz}}\right)}^2}\]}^3\right|+0.99{\[\sqrt{{\left(\frac{M_y}{M_{py}}\right)}^2+{\left(\frac{M_z}{M_{pz}}\right)}^2}\]}^4\end{array}}$

其中，N、M_y和M_z分別表示截面的軸力、兩個方向的彎矩；N_p、M_py和M_pz表示對應上述各內力單獨作用下的截面抗力。