一种用于H型钢柱上精确控制点蚀范围的全自动建模方法技术

本发明专利技术公开了一种用于H型钢柱上精确控制点蚀范围的全自动建模方法，生成型钢模型后进行几何划分，移动点坑分布平面到有限元软件工作面，根据点坑在构件上出现的位置确定点坑分布范围的上下限。参照上下限坐标和几何划分尺寸，写入有效坐标，随机抽取有效坐标进行组合，作为点蚀坑可能出现的位置，生成点蚀坑，划分网格生成模型。本发明专利技术建模方法具有便捷性，对点蚀位置控制更精确。

【技术实现步骤摘要】
一种用于H型钢柱上精确控制点蚀范围的全自动建模方法
本专利技术涉及一种控制点蚀范围的全自动建模方法，具体涉及在H型钢柱上控制点蚀发生，用于模拟真实环境下的局部点蚀现象。仅需通过设置不同参数，便能精确控制点蚀分布的范围，并实现全自动建模。
技术介绍
以H型钢为主的钢结构，其结构科学合理，塑性和柔韧性好，结构稳定性高，工业化制作程度高，便于机械制造，集约化生产，精度高，安装方便，质量易于保证。但是钢材在潮湿的空气中容易发生腐蚀，腐蚀会削弱构件的极限强度，造成延性降低的危害，点蚀则是钢构件腐蚀最常见的一种形态。利用有限元软件对结构构件建立模型，开展点蚀损伤的研究工作在目前普遍应用。钢材在不同使用环境下，会遭遇不同的工况，产生点蚀的部位也不同，为更好的研究点蚀损伤发生，将H型钢构件上可能发生的点坑分布平面移动到有限元软件中的工作平面，得到相应有效坐标的上下限，精确控制点蚀的分布范围。
技术实现思路
本专利技术主要提供一种型钢构件上点蚀范围的控制方法，用于在H型钢柱上发生点蚀范围的精确控制，设置不同参数，实现全自动建模。为达到上述要求，本专利技术所采用的技术方案为：(1)在有限元软件中H型钢柱的关键几何尺寸进行参数化设定，关键几何尺寸包括：H型钢构件长度L、截面高度h、截面宽度b、腹板厚度tw、翼缘厚度tf、点蚀半径d、点蚀深度t、点坑数p；(2)建立H型钢模型，定义最小单元尺寸minE，以2minE作为模型的最小单元划分尺寸，对模型进行几何划分；(3)将点坑分布平面移动到有限元软件XOY平面；(4)根据点坑分布范围确定有限坐标的上下限；(5)根据点蚀坑尺寸，确定有效坐标，定义存放点蚀坐标的两个数组LOCX(i)、LOCY(i)，并写入有效数据；(6)通过循环语句随机生成所有点蚀坑位置；(7)划分网格生成数值模型。由于采用如上方案，本专利技术的优点有：(1)本专利技术只需设置模型的基本参数，即可自动建模分网；(2)可精确控制构件上点坑分布的范围；(3)自动控制在构件上所生成的点蚀坑，根据研究需求选取平面，获得有效数据。附图说明图1为本专利技术流程图；图2为H型钢截面几何尺寸示意图；图3为H型钢模型几何划分示意图；图4为H型钢模型点蚀坑分布范围示意图；图5为所有点坑示意图；具体实施方式第一步：(1)设置参数，H型钢截面高度h＝0.2m，截面宽度b＝0.2m，腹板厚度tw＝0.008m，翼缘厚度tf＝0.012m，构建长度L＝4m，H型钢的截面几何尺寸参见图2；(2)在有限元软件中生成几何模型；第二步：(1)本例中所用点蚀坑半径d的随机范围是(0.01～0.015)，深度的随机范围是(0.1tw～0.7tw)。根据随机产生的最大点蚀半径d＝0.015m，确定最小单元尺寸minE＝0.02m；(2)以2minE作为模型的几何划分尺寸，对模型进行几何划分；参见图3第三步：(1)本实施例以点蚀出现在腹板上为例，将点坑分布平面移动到有限元软件XOY平面；参见图4(2)点蚀发生在构件底部L/5处，有效横向坐标X的上下限为minX＝0.04m，maxX＝＝0.16m；有效纵向坐标Y的上下限为minY＝0.04m，maxY＝0.76m，本实施例中点蚀坑分布的范围如图4中A区域所示；第四步：(1)定义一维数组LOCX(i)，用来存放横坐标X，定义一维数组LOCY(i)，用来存放纵坐标Y。(2)根据上下限范围和几何划分结果，写入有效坐标，数组LOCX(4)＝{0.04，0.08，0.12，0.16}，数组LOCY(19)＝{0.04，0.08，0.12，0.16…0.76}；(3)从数组LOCX(i)中取出横坐标X，数从数组LOCY(i)中取出纵坐标Y，每个(X,Y)坐标的组合作为可能出现点蚀的坐标。如图3所示。设置点蚀坑的数量P＝5，随机抽取的点坑坐标分别为(0.12，0.08)、(0.04，0.36)、(0.12，0.44)、(0.08，0.6)、(0.4，0.76)；(4)再定义两个一维数组，d(i)，t(i)分别存放P个半径、P个深度，给数组d(i)写入随机半径，并给数组t(i)写入随机深度，d(5)＝{0.01、0.012、0.015、0.014、0.015}，t(5)＝{0.008、0.016、0.025、0.032、0.056}；第五步：(1)生成关键点，关键点号为10001，用此关键点作为圆心生成一个半径为d(1)与厚度为t(1)的点蚀坑。(2)使用嵌套循环，第一个循环，从2开始到P结束。参见图5(3)划分网格，生成模型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于H型钢柱上精确控制点蚀范围的全自动建模方法，其特征在于包含下述步骤：(1)在有限元软件中H型钢柱的关键几何尺寸进行参数化设定，关键几何尺寸包括：H型钢构件长度L、截面高度h、截面宽度b、腹板厚度tw、翼缘厚度tf、点蚀半径d、点蚀深度t、点坑数p；(2)建立H型钢模型，定义最小单元尺寸minE，以2minE作为模型的最小单元划分尺寸，对模型进行几何划分；(3)将点坑分布平面移动到有限元软件XOY平面；(4)根据点坑分布范围确定有限坐标的上下限；(5)根据点蚀坑尺寸，确定有效坐标，定义存放点蚀坐标的两个数组LOCX(i)、LOCY(i)，分别存储X，Y坐标，并写入有效数据；(6)通过循环语句随机生成所有点蚀坑位置；(7)划分网格生成数值模型。

【技术特征摘要】
1.一种用于H型钢柱上精确控制点蚀范围的全自动建模方法，其特征在于包含下述步骤：(1)在有限元软件中H型钢柱的关键几何尺寸进行参数化设定，关键几何尺寸包括：H型钢构件长度L、截面高度h、截面宽度b、腹板厚度tw、翼缘厚度tf、点蚀半径d、点蚀深度t、点坑数p；(2)建立H型钢模型，定义最小单元尺寸minE，以2minE作为模型的最小单元划分尺寸，对模型进行几何划分；(3)将点坑分布平面移动到有限元软件XOY平面；(4)根据点坑分布范围确定有限坐标的上下限；(5)根据点蚀坑尺寸，确定有效坐标，定义存放点蚀坐标的两个数组LOCX(i)、LOCY(i)，分别存储X，Y坐标，并写入有效数据；(6)通过循环语句随机生成所有点蚀坑位置；(7)划分网格生成数值模型。2.根据权利要求1所述一种用于H型钢柱精确控制点蚀范围的全自动建模方法，其特征在于：步骤(2)中所述点蚀位置范围的确定方法是：(1)由点蚀坑半径确定最小单元尺寸minE；(2)保证最小单元尺寸minE大于或等于随机产生的最大点蚀半径d；(3)几何划分方式为分别沿着构件X、Y、Z方向按等分间距2minE定距等分。3.根据权利要求1所述一种用于H型钢柱精确控制点蚀范围的全自动建模方法，其特征在于：步骤(4)中所述关于根据点坑分布范围确定有效坐标的上下限方法是：(1)有校坐标的上下限分X、Y两个方向；(2)根据模型几何划分，在有...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明飞，沙志平，王辛，王磊，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34