[發明專利]一種基于Excel的波形鋼腹板組合槽型梁Abaqus參數化建模及分析方法

在審

• 申請號: 202010715536.7
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111985130A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 楊明;楊子曄;何曉暉;張海龍;田林杰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

本發明公開了一種基于Excel的波形鋼腹板組合槽型梁Abaqus參數化建模及分析方法，包括如下步驟：(1)用戶由項目資料確定TGCW尺寸、材料、用戶所需進行的有限元分析類型；(2)程序運行環境配置，安裝第三方庫函數xlrd2，將步驟(1)所得參數信息填入波形鋼腹板組合槽型梁有限元分析參數Excel輸入表；(3)通過Python腳本文件讀取Excel文件中的TGCW參數信息；(4)通過Python腳本定義TGCW相關模型信息；(5)使用Abaqus平臺運行Python腳本，生成TGCW有限元模型并進行對應于輸入參數的仿真分析。本發明無需依賴第三方建模軟體即可完成復雜模型的建模工作，能夠實現自動化建模過程，便于對波形鋼腹板組合槽型梁實現參數化分析。

技術領域

本發明涉及橋梁的三維有限元建模和數值仿真技術領域，尤其是一種基于Excel的波形鋼腹板組合槽型梁Abaqus參數化建模及分析方法。

背景技術

目前，我國正處于城市交通和城際高速鐵路等項目建設的高速發展階段，原有的一些結構形式已無法很好的適應新型項目對結構承載力、剛度以及耐久性等方面更高的要求。將波形鋼腹板結構和預應力槽形梁結構相結合，形成一種新的結構體系-波形鋼腹板預應力組合槽形梁，將會很好的繼承各結構的優點，適合于在軌道交通橋梁特別是城市軌道交通橋梁和地鐵工程中應用。

如今，橋梁結構的分析離不開有限元仿真技術。Abaqus是一套功能強大的有限元工程仿真軟件，具有龐大的單元庫和材料庫，可以分析復雜的固體力學和結構力學系統，處理高度非線性問題。其強大的分析能力和可靠性使得它在各國的工業研究中獲得廣泛的應用。Python語言是一門功能強大的面向對象的編程語言，它允許在多種平臺上編寫腳本和快速開發。Abaqus軟件二次開發環境提供的腳本接口(以后簡稱為“Abaqus腳本接口(Abaqus Scripting Interface)”)，就是基于Python語言進行的定制開發。用戶可通過Python腳本文件執行命令，控制Abaqus的前后處理流程。

一般情況下，對于復雜的三維模型，用戶使用Abaqus進行前處理操作時，不僅需要明確結構各部分的尺寸信息，還需對其進行拆解組裝以滿足復雜結構的建模需求。這一過程需要耗費大量時間，并且模型重構成本高，無法滿足用戶對復雜結構參數分析的需求。在這種情況下，為工程設計者提供便捷有效三維有限元參數化建模方法以幫助其盡快了解和掌握這種結構的性能就顯得尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種基于Excel的波形鋼腹板組合槽型梁Abaqus參數化建模及分析方法，無需依賴第三方建模軟體即可完成復雜模型的建模工作，能夠實現自動化建模過程，便于對波形鋼腹板組合槽型梁實現參數化分析。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于Excel的波形鋼腹板組合槽型梁Abaqus參數化建模及分析方法，包括如下步驟：

(1)用戶由項目資料確定TGCW尺寸、材料、用戶所需進行的有限元分析類型；有限元分析類型包括頻率振型分析、靜載分析、動載分析參數信息；

(2)程序運行環境配置，安裝第三方庫函數xlrd2，將步驟(1)所得參數信息填入波形鋼腹板組合槽型梁有限元分析參數Excel輸入表；

(3)通過Python腳本文件讀取Excel文件中的TGCW參數信息；

(4)通過Python腳本定義TGCW相關模型信息，模型信息包括Part、Property、Assembly、Mesh、Step、Interaction、Load、Job；

(5)使用Abaqus平臺運行Python腳本，生成TGCW有限元模型并進行對應于輸入參數的仿真分析。