[发明专利]一种确定细长管路最大应力位移向量的快速分析方法

权利要求书

1.一种确定细长管路最大应力位移向量的快速分析方法，其特征在于，包括以下实施步骤：

步骤1：建立细长管路的有限元分析模型；

步骤2：对细长管路有限元分析模型的自由端施加平动小位移载荷，另一端固支，获取管路最大应力下自由端的平动位移单位向量；

步骤2.1：对细长管路自由端在X、Y、Z方向分别施加平动小位移载荷后获得应力结果文件；各应力结果文件包含细长管路有限元模型中各个单元积分点在模型坐标系下的应力张量；应力张量的单位通常为Pa或Mpa；

步骤2.2：求取应力张量S^x，S^y、S^z；

在应力结果文件中，提取模型中所有积分点处的应力张量，即S^x、S^y、S^z；

步骤2.3：调用matlab的sphere(n)函数生成球面模型；

所述球面模型包含n×n个面、(n+1)×(n+1)个点，其半径为1、球面模型的球心位于球面模型所处坐标系的原点位置；

在球面模型中获取每个点的坐标：记为(X₁,Y₁,Z₁)，(X₂,Y₂,Z₂)，…(X_k,Y_k,Z_k)…(X_n+1,Y_n+1,Z_n+1)；

步骤2.4：选取任意点K，将其坐标值(X_k,Y_k,Z_k)视为权重系数，分别与S^x，S^y、S^z相乘并线性相加，得到球面模型上任意点k相对应的模型中所有积分点处的应力张量

步骤2.5：使用Mises应力计算公式，得到球面模型上任意点k相对应的模型中所有积分点处的mises应力值集合并在中选取最大值称为平动空间球面模型K点下管路最大积分点的mises应力；

步骤2.6：按照步骤2.4和2.5的方式，计算出平动空间球面模型上每个点对应管路最大积分点的mises应力，组成最大值向量序列

步骤2.7：在最大值向量序列中找出最大值和最小值及其对应在球面模型中的坐标；

步骤2.8：根据步骤2.7的结果，使用matlab的surf函数绘制出自由端平动位移空间中管路最大应力球形分布图，从这个图中可以获得管路最大应力下自由端的平动位移单位向量。