[發(fā)明專利]一種點(diǎn)蝕損傷圓管數(shù)值模型的相貫線參數(shù)化建模方法

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• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111611736A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊明飛;程華瑞;沙志平
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F113/14
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本發(fā)明公開了一種點(diǎn)蝕損傷圓管數(shù)值模型的相貫線參數(shù)化建模方法。在有限元軟件中對圓管關(guān)鍵幾何尺寸進(jìn)行參數(shù)化設(shè)定，并建立模型，生成大小均勻的幾何網(wǎng)格，幾何網(wǎng)格的交點(diǎn)作為點(diǎn)蝕坑可能出現(xiàn)的位置。其次，定義相應(yīng)數(shù)組，作為點(diǎn)蝕位置有效坐標(biāo)，并寫入有效數(shù)據(jù)。根據(jù)點(diǎn)蝕坑尺寸和有效坐標(biāo)，確定球體半徑，生成球體數(shù)值模型，生成相貫線。再根據(jù)點(diǎn)蝕坑尺寸對相貫線處截面定義新的屬性。利用循環(huán)語句隨機(jī)生成所有點(diǎn)蝕坑位置，依次生成模型，生成相貫線，定義截面屬性。最后通過網(wǎng)格劃分，生成數(shù)值模型。此種建模方法具有真實(shí)性、有效性和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種點(diǎn)蝕損傷圓管數(shù)值模型的相貫線參數(shù)化建模方法。主要涉及圓管隨機(jī)區(qū)域點(diǎn)蝕坑的成型，可以用于研究隨機(jī)分布的點(diǎn)蝕損傷引起圓管結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中問題，這種方法需要設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，便可以準(zhǔn)確的將隨機(jī)區(qū)域上的點(diǎn)蝕坑成型，實(shí)現(xiàn)相貫線參數(shù)化建模。

背景技術(shù)

世界上第一個(gè)現(xiàn)代化的海洋平臺于1947年在墨西哥海灣建成。此后，鋼管結(jié)構(gòu)的性能逐漸被工程師們了解。就鋼構(gòu)件形式而言，最早為圓鋼管結(jié)構(gòu)，圓管結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是能將人們對建筑物的功能要求、感官要求和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)要求完美地結(jié)合在一起。圓管結(jié)構(gòu)憑借自身優(yōu)越的性能，近年來應(yīng)用飛速發(fā)展，應(yīng)用范圍幾乎涉及所有結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，包括房屋建筑，橋梁、堤壩、海洋平臺結(jié)構(gòu)和塔桅等。

圓管結(jié)構(gòu)長期處于腐蝕性環(huán)境中，會(huì)產(chǎn)生腐蝕損傷，對構(gòu)件的強(qiáng)度和承載力有著不同程度的削弱。而腐蝕一般分為全面腐蝕和局部腐蝕。由腐蝕所引起的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載力的削弱。對工程結(jié)構(gòu)的危害極大，嚴(yán)重的點(diǎn)蝕可能會(huì)使圓管穿透，造成流體泄漏，構(gòu)件斷裂和結(jié)構(gòu)倒塌等事故。

圓管構(gòu)件廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中，為了減少甚至避免這種點(diǎn)蝕損傷引起的危害，需要通過有限元軟件構(gòu)造出數(shù)值模型，從而研究圓管在點(diǎn)蝕損傷下的強(qiáng)度和承載力的變化，盡量減小甚至避免工程事故的發(fā)生。模型構(gòu)建的精確與否，對研究構(gòu)件在點(diǎn)蝕損傷狀態(tài)下的強(qiáng)度和承載力規(guī)律的變化尤為重要。所以有必要構(gòu)件出精確的點(diǎn)蝕損傷圓管數(shù)值模型，從而推進(jìn)點(diǎn)蝕損傷結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究進(jìn)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要提供一種用于點(diǎn)蝕損傷圓管數(shù)值模型的相貫線參數(shù)建模方法。設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，采用相貫線構(gòu)造點(diǎn)蝕坑模型，這是一種更加接近于真實(shí)的隨機(jī)點(diǎn)蝕損傷圓管的數(shù)值模型。

為達(dá)到上述要求，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

(1)在有限元軟件中對圓管關(guān)鍵幾何尺寸進(jìn)行參數(shù)化設(shè)定，并建立模型。設(shè)置參數(shù)有圓柱長度L，圓柱中面半徑R，圓柱壁厚T，點(diǎn)坑數(shù)P，點(diǎn)蝕坑半徑r，點(diǎn)蝕坑深度t。定義最小單元尺寸minE，生成大小均勻的幾何網(wǎng)格，幾何網(wǎng)格的交點(diǎn)作為點(diǎn)蝕坑可能出現(xiàn)的位置；

(2)定義兩個(gè)數(shù)組LOCθ(i)、LOCZ(i)，作為點(diǎn)蝕位置有效坐標(biāo)，并寫入有效數(shù)據(jù)；

(3)根據(jù)點(diǎn)蝕坑尺寸和有效坐標(biāo)，確定球體半徑，生成球體數(shù)值模型，生成相貫線；

(4)根據(jù)點(diǎn)蝕坑尺寸，定義相貫線處截面屬性；

(5)通過循環(huán)語句隨機(jī)生成所有點(diǎn)蝕坑位置；

(6)劃分網(wǎng)格生成數(shù)值模型。

附圖說明

圖1為本發(fā)明流程圖；

圖2為圓管截面幾何尺寸示意圖；

圖3為圓管模型幾何劃分示意圖；

圖4為相貫線法建立點(diǎn)蝕坑模型示意圖；

圖5為點(diǎn)蝕損傷圓管模型示意圖。

具體實(shí)施方式

第一步：