[发明专利]一种基于等效应变假说的地铁枕梁损伤数据集构建方法

权利要求书

1.一种基于等效应变假说的地铁枕梁损伤数据集构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

选取地铁枕梁上的一块正方形薄板或壳类结构，将其一端固定，另一端受到均布的线载荷作用，构建小平板有限元模型；

对所述小平板有限元模型的模型单元进行编号；在所述模型的材料模块下设定多种不同弹性模量的材料，每个弹性模量分别对应相应的损伤程度；

利用ABAQUS软件的二次开发接口，采用对应的Python脚本文件，获得每个模型单元上响应应变场与损伤信息一一对应的小平板基础数据集；

将高斯白噪声加入所述基础数据集中，得到噪声数据；并通过引入服从高斯分布的随机数将所述噪声数据进行放大，得到扩充的应变场损伤数据集。

2.根据权利要求1所述的一种基于等效应变假说的地铁枕梁损伤数据集构建方法，其特征在于，当材料未发生损伤时，此时材料的弹性模量未发生改变；当发生完全损伤时，此时材料的弹性模量变为0。

3.根据权利要求1所述的一种基于等效应变假说的地铁枕梁损伤数据集构建方法，其特征在于，对所述小平板有限元模型的模型单元进行编号；在所述模型的材料模块下设定多种不同弹性模量的材料，每个弹性模量分别对应相应的损伤程度，具体为：

对所述小平板有限元模型的模型单元进行编号，确定左下角单元编号为1，至右上角单元编号为4096结束；在所述模型的材料模块下额外设定3种材料，弹性模量分别为164.8Gpa，123.6Gpa，82.4Gpa，分别对应损伤程度为20％，40％，60％。

4.根据权利要求1所述的一种基于等效应变假说的地铁枕梁损伤数据集构建方法，其特征在于，利用ABAQUS软件的二次开发接口，采用对应的Python脚本文件，获得每个模型单元上响应应变场与损伤信息一一对应的小平板基础数据集包括：

将无损小平板模型保存为small_plate_well.cae文件；

根据无损小平板模型文件，编写Python脚本文件create_inp.py，用于生成含随机损伤单元的小平板模型，并保存为可计算的.inp文件；同时保存损伤信息为.txt文件，作为基础数据集的标签文件，也是构建的损伤识别网络的输出；

编写count_inp.py脚本文件，用于批量计算.inp文件，并输出与损伤信息一一对应的应变场信息。

5.根据权利要求4所述的一种基于等效应变假说的地铁枕梁损伤数据集构建方法，其特征在于，编写的Python脚本文件create_inp.py的具体执行步骤如下：

1)导入所需要的ABAQUS库，numpy库，random库；

2)设定small_plate_well.inp文件的储存路径，设定生成的文件个数n；

3)使用mdb.ModelFromInputFile命令导入small_plate_well.inp；

执行以下步骤n次；

4-1)通过part对象获取单元信息，储存在变量e中；

4-2)生成空矩阵ele_damage，用于储存损伤单元；

4-3)执行子程序create_damage；

4-4)将存储损伤信息的矩阵output保存成.txt文件，以循环次数命名；

4-5)利用SectionAssignment命令给编号为ele_damage的单元赋损伤属性；

4-6)利用mdb下属的Job命令输出.inp文件，以循环次数命名；

4-7)删除创建的Job。