[发明专利]一种基于弹簧单元模拟梁结构裂缝的方法及装置

摘要

本发明提供一种基于弹簧单元模拟梁结构裂缝的方法及装置，属于裂缝数字实验前处理技术领域，用于解决现有针对裂缝模拟方法存在建模效率低，且模拟复杂结构裂缝损伤时，费时，费力且容易出错的问题。包括在裂缝所在点将两个无厚度弹簧单元，分别确定为第一无厚度弹簧单元和第二无厚度弹簧单元，其中，第一无厚度弹簧单元的组成节点和第二无厚度弹簧单元的组成节点分别与裂缝所在点重合；根据两个无厚度弹簧单元，建立以裂缝为分析对象的弹簧模型，其中，第一无厚度弹簧单元为扭转弹簧，第二无厚度弹簧单元为刚性弹簧；通过设置参数的方法，确定刚性弹簧的自由度、刚度、阻尼和扭转弹簧的自由度、刚度、阻尼。

主权项

1.一种基于弹簧单元模拟梁结构裂缝的方法，其特征在于，包括：确定所述裂缝所在面的截面面积，截面惯性矩和截面高度，根据所述裂缝所在面的几何位置，在所述裂缝所在点建立至少两个组成节点；在裂缝所在点将两个无厚度弹簧单元，分别确定为第一无厚度弹簧单元和第二无厚度弹簧单元，其中，所述第一无厚度弹簧单元的组成节点和所述第二无厚度弹簧单元的组成节点分别与所述裂缝所在点重合；根据所述两个无厚度弹簧单元，建立以所述裂缝为分析对象的弹簧模型，其中，所述第一无厚度弹簧单元为扭转弹簧，所述第二无厚度弹簧单元为刚性弹簧；通过设置参数的方法，确定所述刚性弹簧的自由度、刚度、阻尼和所述扭转弹簧的自由度、刚度、阻尼；通过下列公式，确定所述第一无厚度弹簧单元的刚度：K＝1/S其中，公式中S通过下列公式确定：公式中，E为梁结构材料的弹性模量，I为梁截面惯性矩，H为裂缝所在面截面高度，α＝h/H为裂缝深度h与裂缝所在面截面高度H的比值，α为裂缝的损伤程度；所述第二无厚度弹簧单元的刚度值取为梁结构材料的弹性模量值，且所述刚度的单位为N/m。