[發明專利]一種時空分布域載荷動態加載方法

有效

• 申請號: 201711422270.1
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108170936B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 崔海鑫;田喜民;湯衛民;陳永兵;沈劍毅
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業集團公司第七0八研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發明公開了一種基于MSC.Patran的時空分布域載荷動態加載方法，采用創建壓力與時間場函數，運用瞬態響應模塊生成bdf格式的原始文件；從原始文件中檢索出時歷載荷輸入語句；采用編制程序將載荷離散數據編譯為bdf格式的替換文件；將替換文件內容替換時歷載荷輸入語句，以輸出運算文件；將運算文件輸入至nastran中進行運算，獲取動態分析數據。采用本發明的技術方案通過編制程序對bdf文件進行修改替換實現加載對應的時歷載荷格式，省去了對MSC.Patran中自動加載過程的二次開發，不僅大大提高計算效率，也降低了對計算機的性能要求。

技術領域

本發明涉及鋼結構工程領域，尤其涉及一種時空分布域載荷動態加載方法

背景技術

靜力分析是工程結構設計人員使用最為頻繁的手段，主要用來求解結構與時間無關或時間作用效果可忽略的靜力載荷。而在鋼結構工程領域中有很多問題是隨時間變化的，需要運用動力分析手段進行解決。隨著計算機技術的發展，出現了應用有限元瞬態分析手段計算復雜結構的動態響應技術。MSC.Patran/Nastran是工業領域內著名的并行框架式有限元前后處理及分析仿真軟件。

對于船舶鋼結構，現有的實船試驗方法為將實船航行到指定海況，通過應變儀測量指定測點的實時應力。船始終處于動態運動中，為了準確模擬船體的應力變化狀態，就需要采用動態計算手段。由于任意時刻船體濕表面各個網格的波浪壓力各不相同，是一系列隨空間和時間分布的離散數值，無法用顯式函數定義，無法實現有限元軟件快速有效動態加載離散載荷。對于時空分布載荷數值規模很大的計算工況，現有的常規做法需在MSC.Patran中進行基于PCL編程語言(Patran Command Language)的二次開發實現離散載荷值自動加載，但該方法效率低下，對于數據量大的模型對計算機的性能要求很高。

因此，為了實現鋼結構工程領域中基于時空分布域的動態計算，需要解決有限元軟件中的離散載荷動態加載效率較差，加載速度較慢的問題。

發明內容

針對現有技術中在鋼結構工程領域存在的上述問題，現提供一種基于MSC.Patran的時空分布域載荷動態加載方法。

具體技術方案如下：

一種時空分布域載荷動態加載方法，運用于MSC.Patran軟件中，包括以下步驟：

步驟S1：通過創建壓力與時間場函數，選取算例，向非空間場函數模塊中輸入載荷離散數據以獲取輸入模型；

步驟S2：瞬態響應模塊采用瞬態響應分析對所述輸入模型進行運算，生成bdf格式的原始文件；

步驟S3：從所述原始文件中檢索出時歷載荷輸入語句；

步驟S4：采用數據編制模塊將所述載荷離散數據進行格式轉換，獲取所述bdf格式的替換文件；

步驟S5：將所述替換文件替換所述時歷載荷輸入語句，以輸出運算文件；

步驟S6：將所述運算文件輸入至結構分析軟件中進行運算，獲取動態分析數據。

優選的，所述步驟S1包括以下步驟：

步驟S11：對于每個加載部位在非空間場函數模塊中創建所述壓力與時間場函數；

步驟S12：向所述非空間場函數模塊輸入所述離散載荷數據；

步驟S13：創建時歷載荷工況，并設置為當前活動工況；

步驟S14：創建單元壓力與時間載荷分布，選取載荷種類，輸入幅值，并選取對應的所述壓力與時間場函數。

優選的，所述步驟S2包括以下步驟：

步驟S21：對所述瞬態響應模塊設置輸出時間間隔和計算步數；

步驟S22：所述瞬態響應模塊輸出所述原始文件。