[發明專利]面向多類型試驗子結構的多加載速率混合試驗方法

在審

• 申請號: 202211325164.2
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115730426A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 王尚長;楊格;吳斌;王貞;肖嘉俊
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學三亞科教創新園;武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16;G06F17/11;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 黃帥

1.一種面向多類型試驗子結構的多加載速率混合試驗方法，其特征在于，對研究對象劃分兩次子結構：

第一次劃分子結構依據對研究對象的關心程度，將最為關心的結構部分取出作為試驗子結構，在實驗室進行物理加載試驗，其余結構部分作為數值子結構，在計算機中模擬；

第二次劃分子結構依據試驗子結構中構件對速率的依賴程度，將依賴速率的結構部分取出作為速率型試驗子結構，其余結構部分為常規型試驗子結構。

2.根據權利要求1所述的面向多類型試驗子結構的多加載速率混合試驗方法，其特征在于，經過兩次子結構劃分，一共有三種子結構：數值子結構、常規型試驗子結構和速率型試驗子結構；這三種子結構通過時間域邊界協調技術，協同完成含有速率相關型構件的韌性結構動態性能評估。

3.根據權利要求1或2所述的面向多類型試驗子結構的多加載速率混合試驗方法，其特征在于，數值子結構在計算機中模擬，對計算的快慢不做要求；常規型試驗子結構在試驗過程中將產生損傷和破壞，其試驗類型為慢速加載試驗；速率型試驗子結構具有可重復操作性，即在經過多次物理加載后，經過靜置一段時間，其物理特性近乎恢復原狀，其試驗類型為實時加載試驗。

4.根據權利要求2所述的面向多類型試驗子結構的多加載速率混合試驗方法，其特征在于，時間域邊界協調技術為：數值子結構快速計算以實現當前命令，結束后保持當前狀態，等待常規型試驗子結構和速率型試驗子結構加載完成；速率型試驗子結構實時加載以實現當前命令，結束后恢復到原始狀態，等待常規型試驗子結構加載完成；常規型試驗子結構最后完成加載任務，保持當前狀態；此時三種類型的子結構等待下一積分步的命令。

5.根據權利要求4所述的面向多類型試驗子結構的多加載速率混合試驗方法，其特征在于，狀態包括子結構的位移、速度和加速度，命令包括位移命令、速度命令、加速度命令和力命令。

6.根據權利要求4或5所述的面向多類型試驗子結構的多加載速率混合試驗方法，其特征在于，具體試驗步驟如下：

(1)建立數值子結構、常規型試驗子結構和速率相關型試驗子結構在地震作用下的動力學方程為：

式中，M和C分別是整體結構的質量矩陣和阻尼矩陣，R是結構的恢復力向量，和x分別是結構的加速度、速度和位移向量，下角標N、RE和CE分別指數值子結構、速率型試驗子結構和常規型試驗子結構，x_i,g為地震波加速度記錄，ι為影響向量，i為積分步；

(2)運用逐步積分算法求解動力學方程，得到第i積分步的三種子結構運動命令，即數值子結構的位移x_i,N，常規型試驗子結構的位移x_i,CE和速率型試驗子結構的位移和速度

(3)數值子結構在計算機中模擬，計算第i積分步的命令x_i,N，得到數值子結構部分恢復力R_i,N，等待常規型試驗子結構和速率型試驗子結構的加載；

(4)速率型試驗子結構在實驗室開展實時試驗，實時加載第i積分步的命令得到當前步的速率型試驗子結構恢復力R_i,RE，然后恢復到速率型試驗子結構的初始狀態，即位移和速度為0，等待常規型試驗子結構加載完成；

(5)常規型試驗子結構在實驗室開展慢速試驗，緩慢加載第i積分步的命令x_i,CE，得到當前步的常規型試驗子結構恢復力R_i,CE；

(6)將三種子結構的恢復力代入步驟(1)的動力學方程中；

(7)重復步驟(2)～(6)，直至試驗結束。