[發明專利]一種核工程設備有限單元法力學綜合分析系統及方法

在審

• 申請號: 202210747836.2
• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN115329619A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 楊林民;王艷蘋;盛鋒;蘭天寶;余順利;弓振邦;彭星銘;劉寶君;高齊樂;宿昊;劉詩華;王春明;王元珠;劉嘉一;詹自敏;龍波;陳麗;寧慶坤;鄭修鵬;周航;趙秀軍
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

本發明涉及一種核工程設備有限單元法力學綜合分析系統及方法，屬于核工程設備力學分析技術領域，所述系統包括模型文件準備模塊、計算文件準備模塊、啟動模塊和計算分析模塊，通過模型文件準備模塊建立設備結構的三維模型，并劃分有限元網格，形成模型文件，通過計算文件準備模塊對所述模型文件定義評定準則相關參數、材料參數、邊界條件和載荷，從而形成計算文件；通過啟動模塊讀取所述模型文件和所述計算文件，選擇分析模式后，通過所述計算分析模塊采用有限元分析方法進行各種計算分析和評定，并輸出計算和評定結果。本發明提供的系統及方法能夠在定義好模型數據后自動實現有限元模型的計算與評定，應用簡便，具有高效率、低錯誤率的優點。

技術領域

本發明屬于核工程設備力學分析技術領域，具體為一種核工程設備有限單元法力學綜合分析系統及方法。

背景技術

在核工程項目的設計和安全分析中，各設備的安全運行非常重要。其中在力學分析階段，需要對設備采用有限單元法進行三維建模及計算，并對計算結果進行分析和評定，從而評價設備結構是否滿足相關規范中的安全性要求。

在對設備進行力學分析的過程中，主要涉及到以下幾部分內容：

1、根據設備圖紙建立有限元模型；

2、在有限元模型上定義邊界條件，施加自重、內壓、地震及接管載荷等，并進行工況定義和工況組合；

3、根據設備結構需求展開模態分析、譜分析、靜力分析等計算；

4、提取設備各結構部件在不同工況下的計算結果；

5、依據適用的規范及準則，獲得各個設備結構部件的許用應力等評定參數；

6、對比各個設備結構部件計算應力和許用應力，評定設備結構安全性。

目前在核工程設備有限單元法力學分析過程中，上述步驟中所需要的計算過程需要通過手動查詢載荷信息、計算設備各個結構部件的許用應力等數據，并逐次開展計算分析及結果評定工作。一般而言，每個設備在分析評定的過程中都需要人工在計算的各個階段進行介入分步開展，雖然在上述第4部分中，可以通過定義一些函數批量提取數據，但對于不同的設備由于存在各異的評定結構部件及組合的工況，也需要重復對變量值進行填充完善。同時，對于整體的分析流程無法自動完成，需要力學分析人員在建模、模態分析、譜分析、靜力分析、結果提取及應力評定等各個環節中進行參與操作或編制對應的計算文件。

另外，在對核工程設備進行有限單元法力學分析時，涉及非常多的變量參數及輸入性數據，需要分析人員對規范文件及相關標準有一定的了解，并對大量的數據進行手動輸入。整個過程對力學分析人員的專業素質的要求很高，并需要細致投入，進行大量的查詢、檢查、輸入等工作，降低了設備力學分析的效率，增加了檢查校核的時間耗費。在一個核工程項目中又存在大量的設備需要進行力學分析，因此，現有的分析流程對效率和準確性產生了很大的影響。

發明內容

為解決現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種核工程設備有限單元法力學綜合分析系統及方法，通過該系統及方法能夠快速評價核工程設備結構是否滿足相關規范中的安全性要求，解決評定過程復雜，人工操作頻繁，分析效率低甚至可能人因失誤等問題。

為達到以上目的，本發明采用的一種技術方案是：

一種核工程設備有限單元法力學綜合分析系統，包括模型文件準備模塊、計算文件準備模塊、啟動模塊和計算分析模塊，通過所述模型文件準備模塊建立設備結構的三維幾何模型，并劃分有限元網格，形成模型文件；通過計算文件準備模塊對所述模型文件定義評定準則相關參數、材料參數、邊界條件和載荷，從而形成計算文件；通過啟動模塊讀取所述模型文件和所述計算文件，選擇分析模式后，通過所述計算分析模塊采用有限元分析方法進行各種計算分析和評定，并輸出計算和評定結果。