[发明专利]一种工程结构失效预警方法

摘要

本发明涉及一种工程结构失效预警方法，属于工程结构失效分析技术领域。本发明首先利用假设的工程结构的计算杨氏模量，通过有限元软件计算出的工程结构的节点位移矩阵，以及通过测量获得的工程结构实际节点位移矩阵，计算出工程结构的平均杨氏模量，根据工程结构的平均杨氏模量与安全杨氏模量的对比，进而对工程结构进行相应的失效预警。本发明通过计算出工程结构的平均杨氏模量，能够准确全面的反映出工程结构的整体状况，并对正在运行和处于失效过程中的工程结构进行失效预警，防止事故的发生，同时能够准确的对工程结构下一个工作状态进行失效预测，提高了工程结构的工作安全性和稳定性。

主权项

1.一种工程结构失效预警方法，其特征在于：所述工程结构失效预警方法的具体步骤如下：步骤1、依据工程结构设计说明书，获得工程结构的设计参数杨氏模量E₀，以及工程结构的设计安全系数[S]；步骤2、令初始检测时间节点i＝1；步骤3、通过有限元软件计算得到工程结构在当前时间节点i下相应的平均杨氏模量E_i，其中i＝1，2，3……；步骤4、判断E_i是否小于等于E₀/[S]；若E_i小于等于E₀/[S]，则对工程结构进行预警，否则依据E_n(n＝1,2,3……i)的散点状分布，拟合出函数E＝f(i)，预测下一个时间节点下的平均杨氏模量E_i+1；步骤5、判断E_i+1是否小于等于E₀/[S]；若E_i+1小于等于E₀/[S]，则对工程结构进行预警，否则工程结构可正常使用，并令i加1；步骤6、重复步骤3～步骤5，完成整个设计使用期限时间段内的工程结构失效预警；所述步骤3中，计算得到工程结构在当前时间节点i下相应的平均杨氏模量E_i的具体步骤包括：步骤3.1、在有限元软件中导入工程结构相应的有限元模型；步骤3.2、在有限元软件中，假定工程结构有限元模型的计算杨氏模量为e；其中e为10的10次方至13次方之间的任一正数；步骤3.3、在有限元软件中，对有限元模型加载工程结构工作状态下的边界条件，即工程结构所受到的所有载荷，载荷矩阵F＝[f₁，f₂，……f_n]，载荷矩阵内的每个元素表示工程结构所受到的载荷，n表示工程结构所受到的载荷数；步骤3.4、通过有限元软件的计算，获得工程结构有限元模型的节点位移矩阵d，d＝[d₁，d₂，d₃……d_p]，节点位移矩阵内的每个元素表示工程结构内的各个节点位移，p表示工程结构的节点数目；步骤3.5、测量工程结构在当前时间节点i下相对应的实际节点位移，得到工程结构在当前时间节点i下相对应的实际节点位移矩阵D_i，D_i＝[d_i1，d_i2，d_i3……d_ip]，实际节点位移矩阵内的每个元素表示工程结构节点的实际测量值，p表示工程结构的节点数目；步骤3.6、计算工程结构在当前时间节点i下相应的平均杨氏模量E_i，计算公式为E_i＝e(d₁/d_i1+d₂/d_i2+d₃/d_i3+……+d_p/d_ip)/p。