[发明专利]一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法

权利要求书

1.一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法，其特征在于包括如下步骤：

依据锈蚀角钢构件的材料性能参数,建立锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型，其中，所述基体为原金属，所述虚拟材料为锈蚀部分的虚拟材料层；

对锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型进行屈曲分析，得到所述锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型的载荷位移曲线，根据载荷位移曲线评估所述锈蚀角钢构件承载力。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法，其特征在于所述锈蚀角钢构件的材料性能参数通过如下方法获得：对锈蚀角钢构件进行材性试验得到锈蚀角钢构件名义应力应变曲线，依据所述名义应力应变曲线，确定锈蚀角钢构件的材料性能参数。

3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法，其特征在于所述对锈蚀角钢构件进行材性试验得到锈蚀角钢构件名义应力应变曲线包括：对锈蚀角钢构件切割为标准拉伸试样，对标准拉伸试样进行常温金属拉伸试验，得到其名义应力应变曲线。

4.根据权利要求2所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法，其特征在于，所述锈蚀角钢构件的材料性能参数包括杨氏模量、泊松比和/或屈服强度。

5.根据权利要求2所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法，其特征在于，在建立锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型之前还包括：在锈蚀角钢构件的材料性能参数的基础上，建立用于有限元分析的二维基体—虚拟材料模型，设定所述二维基体—虚拟材料模型中的虚拟材料层的厚度，并对所述二维基体—虚拟材料模型进行拉伸分析，得到所述二维基体—虚拟材料模型的名义应力应变曲线，通过对比所述二维基体—虚拟材料模型的名义应力应变曲线与所述锈蚀角钢构件名义应力应变曲线，确定虚拟材料层的厚度。

6.根据权利要求5所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法，其特征在于，所述基体-虚拟材料模型中基体与虚拟材料层厚度的比值为9:1。

7.根据权利要求1所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法，其特征在于所述建立锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型包括：以金属层为基体，在所述基体表面添加所述虚拟材料层建立角钢模型，设定虚拟材料层的厚度，以及虚拟材料层杨氏模量、泊松比、屈服强度，建立锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型。

8.根据权利要求1所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法，其特征在于所述屈曲分析包括：

对锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型进行特征值屈曲分析后，将所得一阶模态1%的变形量作为初始缺陷，施加到锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型上；

使用弧长法对所述基体—虚拟材料模型进行非线性屈曲分析，得到锈蚀角钢构件的载荷位移曲线，依据所述载荷位移曲线评估所述锈蚀角钢构件的承载力。

9.根据权利要求8所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法，其特征在于所述特征值屈曲分析包括：以基体—虚拟材料模型的端面的形心点为第二耦合点，对第二耦合点施加位移载荷约束，对锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型进行特征值屈曲分析。

10.根据权利要求8所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法，其特征在于，所述屈曲分析还包括：计算所述载荷位移曲线线性段的曲线斜率获得所述锈蚀角钢构件的刚度。