[發明專利]一種冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成方法

在審

• 申請號: 202110506883.3
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113312812A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 尹凌峰;冶書航;于曉平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 錢超

本發明提供一種冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成方法，包括以下步驟：冷成型鋼構件初始幾何缺陷表征；真實冷成型鋼構件初始幾何缺陷測量；模擬冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成。與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：表征的初始幾何缺陷體現了輥彎成型工藝構件的缺陷規律，使得對冷成型鋼構件屈曲承載力預測更加準確，從而保證結構分析的正確性。

技術領域

本發明屬于結構工程技術領域，特別是設計一種冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成方法。

背景技術

冷成型鋼構件具有壁厚小、寬厚比大的特點，容易發生屈曲失穩，且其屈曲模式呈現多樣性。一般冷成型鋼構件的屈曲可分為板件的局部屈曲、畸變屈曲和構件的整體屈曲三種。在冷成型鋼結構設計時，由于屈曲的影響，構件的實際承載力會低于根據材料強度和截面面積計算出的承載力，故需要對構件進行屈曲分析得到構件的屈曲承載力，以保證結構設計的可靠性。在屈曲分析中，需要引入冷成型鋼構件初始幾何缺陷。合理的冷成型鋼構件初始幾何缺陷引入對后續屈曲分析的結果影響很大，對冷成型鋼結構的設計至關重要。目前常將冷成型鋼構件的一階屈曲模態作為其初始幾何缺陷引入，但此種冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成方法與實際構件的初始幾何缺陷無關，引入的初始幾何缺陷不能表征實際構件的缺陷特征，進一步導致屈曲分析結果不準，影響結構分析的可靠性，為冷成型鋼結構設計工作帶來困難。

發明內容

本發明提供一種冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成方法，用以解決現有技術中的缺陷。

本發明通過以下技術方案予以實現：

一種冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成方法，包括以下步驟：

冷成型鋼構件初始幾何缺陷表征；

真實冷成型鋼構件初始幾何缺陷測量；

模擬冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成。

可選地，冷成型鋼構件初始幾何缺陷表征，使用冷成型鋼構件基本屈曲模態，結合傅里葉變換方法將冷成型鋼構件的初始幾何缺陷用構件缺陷譜描述。

可選地，真實冷成型鋼構件初始幾何缺陷測量，通過光學測量技術獲得高精度、全場化的冷成型鋼構件表面形態點云，通過ICP算法、點云切片算法、截面提取算法、缺陷計算算法獲得實測構件的缺陷譜，并通過統計分析及分布檢驗確定實測構件缺陷譜的隨機分布種類和相應統計參數，對各缺陷模態各頻率的缺陷幅值統計得到均值及方差，建立該種構件的冷成型鋼構件初始幾何缺陷模型。

可選地，模擬冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成，根據該種構件的冷成型鋼構件初始幾何缺陷模型，生成具有相同隨機分布的模擬冷成型鋼構件缺陷譜幅值，根據缺陷譜計算模擬冷成型鋼構件點云，通過點云重建算法生成具有隨機初始幾何缺陷的模擬冷成型鋼構件幾何模型。

本發明的優點是：本發明的一種冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成方法，能夠通過少數的各模態缺陷幅值描述并生成復雜缺陷；能夠高精度、高效率、自動化地提取實際構件初始幾何缺陷，節省大量人力，同時能夠達到0.1mm級別的精度；具有高效、真實的特點，能夠在短時間內基于少數的實測構件缺陷生成大量符合真實缺陷模式的初始幾何缺陷樣本。本發明有望取代現有的冷成型鋼構件屈曲分析初始幾何缺陷生成方法，進一步提高冷成型鋼構件屈曲分析精度和結構分析的可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明的一種冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成方法流程示意圖。

圖2是本發明的一種冷成型鋼構件初始幾何缺陷生成方法對實測構件點云經ICP算法配準的結果。