[发明专利]一种核工程设备有限单元法力学综合分析系统及方法

说明书

本发明涉及一种核工程设备有限单元法力学综合分析系统及方法，属于核工程设备力学分析技术领域，所述系统包括模型文件准备模块、计算文件准备模块、启动模块和计算分析模块，通过模型文件准备模块建立设备结构的三维模型，并划分有限元网格，形成模型文件，通过计算文件准备模块对所述模型文件定义评定准则相关参数、材料参数、边界条件和载荷，从而形成计算文件；通过启动模块读取所述模型文件和所述计算文件，选择分析模式后，通过所述计算分析模块采用有限元分析方法进行各种计算分析和评定，并输出计算和评定结果。本发明提供的系统及方法能够在定义好模型数据后自动实现有限元模型的计算与评定，应用简便，具有高效率、低错误率的优点。

技术领域

本发明属于核工程设备力学分析技术领域，具体为一种核工程设备有限单元法力学综合分析系统及方法。

背景技术

在核工程项目的设计和安全分析中，各设备的安全运行非常重要。其中在力学分析阶段，需要对设备采用有限单元法进行三维建模及计算，并对计算结果进行分析和评定，从而评价设备结构是否满足相关规范中的安全性要求。

在对设备进行力学分析的过程中，主要涉及到以下几部分内容：

1、根据设备图纸建立有限元模型；

2、在有限元模型上定义边界条件，施加自重、内压、地震及接管载荷等，并进行工况定义和工况组合；

3、根据设备结构需求展开模态分析、谱分析、静力分析等计算；

4、提取设备各结构部件在不同工况下的计算结果；

5、依据适用的规范及准则，获得各个设备结构部件的许用应力等评定参数；

6、对比各个设备结构部件计算应力和许用应力，评定设备结构安全性。

目前在核工程设备有限单元法力学分析过程中，上述步骤中所需要的计算过程需要通过手动查询载荷信息、计算设备各个结构部件的许用应力等数据，并逐次开展计算分析及结果评定工作。一般而言，每个设备在分析评定的过程中都需要人工在计算的各个阶段进行介入分步开展，虽然在上述第4部分中，可以通过定义一些函数批量提取数据，但对于不同的设备由于存在各异的评定结构部件及组合的工况，也需要重复对变量值进行填充完善。同时，对于整体的分析流程无法自动完成，需要力学分析人员在建模、模态分析、谱分析、静力分析、结果提取及应力评定等各个环节中进行参与操作或编制对应的计算文件。

另外，在对核工程设备进行有限单元法力学分析时，涉及非常多的变量参数及输入性数据，需要分析人员对规范文件及相关标准有一定的了解，并对大量的数据进行手动输入。整个过程对力学分析人员的专业素质的要求很高，并需要细致投入，进行大量的查询、检查、输入等工作，降低了设备力学分析的效率，增加了检查校核的时间耗费。在一个核工程项目中又存在大量的设备需要进行力学分析，因此，现有的分析流程对效率和准确性产生了很大的影响。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种核工程设备有限单元法力学综合分析系统及方法，通过该系统及方法能够快速评价核工程设备结构是否满足相关规范中的安全性要求，解决评定过程复杂，人工操作频繁，分析效率低甚至可能人因失误等问题。

为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：

一种核工程设备有限单元法力学综合分析系统，包括模型文件准备模块、计算文件准备模块、启动模块和计算分析模块，通过所述模型文件准备模块建立设备结构的三维几何模型，并划分有限元网格，形成模型文件；通过计算文件准备模块对所述模型文件定义评定准则相关参数、材料参数、边界条件和载荷，从而形成计算文件；通过启动模块读取所述模型文件和所述计算文件，选择分析模式后，通过所述计算分析模块采用有限元分析方法进行各种计算分析和评定，并输出计算和评定结果。