[發明專利]用于有限元模擬的蒸汽荷載加載方法、系統、設備及介質

在審

• 申請號: 202110243327.1
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113051790A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 胡長明;袁一力;梅源
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

1.一種用于有限元模擬的蒸汽荷載加載方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取混凝土模型的溫度分布，確定混凝土模型中每個單元中心點的溫度分布信息；

計算混凝土模型中每個單元的蒸汽壓力分布信息；

構建空白結果文件，將混凝土模型中每個單元的蒸汽壓力分布信息轉換為對應單元的三向主應力，并寫入空白結果文件，得到蒸汽壓力應力場結果文件；

將蒸汽壓力應力場結果文件，導入混凝土模型中，運行靜力平衡分析，得到靜力平衡分析結果；

根據靜力分析結果，提取混凝土模型中各個單元的節點力結果；

建立混凝土模型的節點集合，將節點力結果作為荷載對應施加至混凝土模型的每個節點；至此蒸汽荷載加載完成。

2.根據權利要求1所述的一種用于有限元模擬的蒸汽荷載加載方法，其特征在于，獲取混凝土模型的溫度分布時，采用對混凝土模型的瞬態熱傳遞分析，得到混凝土模型的溫度分布。

3.根據權利要求1所述的一種用于有限元模擬的蒸汽荷載加載方法，其特征在于，計算混凝土模型中每個單元的蒸汽壓力分布信息過程：

根據混凝土模型中每個單元中心點的溫度分布信息，利用溫度-蒸汽壓力經驗公式，計算得到混凝土模型中每個單元的蒸汽壓力分布信息。

4.根據權利要求3所述的一種用于有限元模擬的蒸汽荷載加載方法，其特征在于，溫度-蒸汽壓力經驗公式為：

p＝7.9×10^-7t³-1.94×10^-4t²+0.0168t-0.3953

其中，p為混凝土模型中每個單元的蒸汽壓力分布信息，t為混凝土模型中每個單元中心點的溫度分布信息。

5.根據權利要求1所述的一種用于有限元模擬的蒸汽荷載加載方法，其特征在于，混凝土模型中每個單元的三個方向的主應力值分別與對應單元的蒸汽壓力值相等。

6.根據權利要求1所述的一種用于有限元模擬的蒸汽荷載加載方法，其特征在于，獲取靜力平衡分析結果過程如下：

將蒸汽壓力應力場結果文件，導入混凝土模型中；約束混凝土模型中每個節點的所有位移自由度，之后運行靜力平衡分析，得到靜力平衡分析結果。

7.根據權利要求1所述的一種用于有限元模擬的蒸汽荷載加載方法，其特征在于，提取混凝土模型中各個單元的節點力結果過程：

通過有限元二次開發，對混凝土模型中每個節點的節點力結果數據進行遍歷，提取混凝土模型中每個節點三個方向的節點力值，得到混凝土模型中各個單元的節點力結果。

8.一種用于有限元模擬的蒸汽荷載加載系統，其特征在于，包括蒸汽壓力應力場獲取模塊、節點力場獲取模塊及節點力場施加模塊；

蒸汽壓力應力場獲取模塊，用于獲取混凝土模型的溫度分布，確定混凝土模型中每個單元中心點的溫度分布信息；計算混凝土模型中每個單元的蒸汽壓力分布信息；構建空白結果文件，將混凝土模型中每個單元的蒸汽壓力分布信息轉換為對應單元的三向主應力，并寫入空白結果文件，得到蒸汽壓力應力場結果文件；

節點力場獲取模塊，用于將蒸汽壓力應力場結果文件，導入混凝土模型中，運行靜力平衡分析，得到靜力平衡分析結果；根據靜力分析結果，提取混凝土模型中各個單元的節點力結果；

節點力場施加模塊，用于建立混凝土模型的節點集合，將節點力結果作為荷載對應施加至混凝土模型的每個節點；至此蒸汽荷載加載完成。

9.一種用于有限元模擬的蒸汽荷載加載設備，其特征在于，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器中運行的可執行指令；所述處理器執行所述可執行指令時實現如權利要求1-7任一項所述的方法。

10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，其上存儲有計算機可執行指令，所述可執行指令被處理器執行時實現如權利要求1-7任一項所述的方法。