[发明专利]空间圆管结构极限承载力分析的一次线弹性估算方法

权利要求书

1.空间圆管结构极限承载力分析的一次线弹性估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建立空间圆管结构分析模型

确定空间圆管结构几何尺寸、材料参数、荷载状况和约束条件，建立空间圆管结构分析模型，

(2)确定失效单元

计算各个单元的单元失效系数，将单元失效系数α^e大于基准失效系数α₀的单元选为失效单元，

(3)一次线弹性估算方法计算空间圆管结构极限承载力

计算空间圆管结构失效单元的弹性应变能U^e和塑性耗散功D^e，采用一次线弹性估算方法计算空间圆管结构的极限承载力P_L为：

$P_L=\frac{\underset{e=1}{\overset{R}{\Σ}}{D}^e}{\underset{e=1}{\overset{R}{\Σ}}{U}^e}$

其中，R表示空间圆管结构失效单元的个数；e表示单元编号。

2.根据权利要求1所述的空间圆管结构极限承载力分析的一次线弹性估算方法，其特征在于，所述确定空间圆管结构几何尺寸包括梁长、柱高、截面的外半径R_O和内半径R_I。

3.根据权利要求1所述的空间圆管结构极限承载力分析的一次线弹性估算方法，其特征在于，所述的材料参数为材料的屈服强度。

4.根据权利要求1所述的空间圆管结构极限承载力分析的一次线弹性估算方法，其特征在于，所述的单元失效系数α^e由单元承载比r^e和单元承载比的最大值r^max计算得到，其计算模型为

${\mathrm{\α}}^e=\frac{r^e}{r^{max}}$

其中，r^e的计算模型为

$r^e=\sqrt[4]{\begin{array}{c}{\left(\frac{N}{N_p}\right)}^4+2.29|{\left(\frac{N}{N_p}\right)}^3\sqrt{{\left(\frac{M_y}{M_{py}}\right)}^2+{\left(\frac{M_z}{M_{pz}}\right)}^2}+3.39{\left(\frac{N}{N_p}\right)}^2{\[\sqrt{{\left(\frac{M_y}{M_{py}}\right)}^2+{\left(\frac{M_z}{M_{pz}}\right)}^2}\]}^2\\ +0.34\left|\left(\frac{N}{N_p}\right){\[\sqrt{{\left(\frac{M_y}{M_{py}}\right)}^2+{\left(\frac{M_z}{M_{pz}}\right)}^2}\]}^3\right|+0.99{\[\sqrt{{\left(\frac{M_y}{M_{py}}\right)}^2+{\left(\frac{M_z}{M_{pz}}\right)}^2}\]}^4\end{array}}$

其中，N、M_y和M_z分别表示截面的轴力、两个方向的弯矩；N_p、M_py和M_pz表示对应上述各内力单独作用下的截面抗力。