【技术实现步骤摘要】
基于实测点蚀数据构建损伤结构有限元模型的方法
本专利技术属于数值模型构建
，具体是涉及一种基于实测点蚀的统计数据构建损伤结构有限元模型的方法，适用于平板、圆柱壳等多种结构。其特点是可根据实测随机点蚀的统计数据模拟出点蚀坑的尺寸、形状和分布位置的随机状态。该方法可用于准确评估点蚀损伤结构的性能退化，也可用于与点蚀影响相关的其他研究工作。
技术介绍
点蚀的产生主要是原因金属材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不均匀性。点蚀虽然导致金属的体积损失不大，但腐蚀速率很快，严重时可造成设备穿孔，使大量的油、水、气泄漏，有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故，危险性很大。尽管点蚀对结构的不利影响得到了广泛的关注，但在点蚀的模拟方面仍然存在诸多困难，还急需探索完善的点蚀模拟方法。针对受随机点蚀损伤的圆管住，专利CN104484489B提出了一种基于壳单元的四边形有限元网格自动生成方法，但该方法将点蚀坑简化为相同形状和尺寸的均匀分布的圆柱形，这与实际结构中随机态的点蚀损伤相差甚远。专利CN104834783B提出了一种基于壳单元的点蚀随机分布的圆柱壳数值模型参数化构建方法，通过将结构表面...
【技术保护点】
1.一种基于实测随机点蚀数据构建损伤结构有限元模型的方法，适用于平板、圆柱壳等多种结构，其特征在于，包含如下步骤：(1)、根据测厚公司提供的实测点蚀统计数据，利用随机数法生成一组符合实测统计特征的伪随机圆柱形点蚀坑的深度数据和半径数据，并判断生成的数据是否可用，如果不可用，则重新生成点蚀坑数据直至可用，如果可用，则使用随机数法生成点蚀坑的位置数据，并为圆柱形蚀坑赋予代表形状的随机数；(2)、建立结构的几何模型，并将步骤(1)生成的所有点蚀坑依据其形状随机数转化为相应形状，在结构几何模型中确定每个点蚀坑的位置，建立点蚀坑几何模型，并使点蚀坑模型与结构几何模型发生布尔运算，在结...
【技术特征摘要】
1.一种基于实测随机点蚀数据构建损伤结构有限元模型的方法，适用于平板、圆柱壳等多种结构，其特征在于，包含如下步骤：(1)、根据测厚公司提供的实测点蚀统计数据，利用随机数法生成一组符合实测统计特征的伪随机圆柱形点蚀坑的深度数据和半径数据，并判断生成的数据是否可用，如果不可用，则重新生成点蚀坑数据直至可用，如果可用，则使用随机数法生成点蚀坑的位置数据，并为圆柱形蚀坑赋予代表形状的随机数；(2)、建立结构的几何模型，并将步骤(1)生成的所有点蚀坑依据其形状随机数转化为相应形状，在结构几何模型中确定每个点蚀坑的位置，建立点蚀坑几何模型，并使点蚀坑模型与结构几何模型发生布尔运算，在结构几何模型中构造出随机点蚀的几何形态；(3)、将步骤(2)布尔运算得到的几何模型进行有限元网格划分，得到损伤结构的有限元模型。2.根据权利要求1所述的基于实测随机点蚀数据构建损伤结构有限元模型的方法，其特征在于，所述的点蚀统计数据为：点蚀坑数量N、点蚀坑平均半径μr、点蚀坑平均深度μd、最大半径rmax与最小半径rmin、最大深度dmax与最小深度dmin。3.根据权利要求1所述的基于实测随机点蚀数据构建损伤结构有限元模型的方法，其特征在于，所述的代表形状的随机数为圆柱形＝1、半椭球形＝2、圆锥形＝3。4.根据权利要求1所述的基于实测随机点蚀数据构建损伤结构有限元模型的方法，其特征在于，所述的利用随机数法生成一组符合实测统计特征的伪随机圆柱形点蚀坑的深度和半径数据的具体内容和方法是：1)根据提供的实测点蚀数据，使用概率分布函数生成一组随机深度数据，如：正态分布函数、对数正态分布函数等，具体生成方法：(a)生成第n个点蚀坑的随机深度di，n从1开始，i＝n；(b)判断di是否大于dmax，当大于则取di＝dmax，否则保持原值；判断di是否小于dmin，当小于则取di＝dmin，否则保持原值；(c)重复(a)～(b)，直至生成N个符合要求的深度数值；2)根据点蚀坑深度与半径之间的规律和实测点蚀数据，使用已生成的深度数据生成随机半径，具体生成方法如下：(d)生成第n个点蚀坑的随机半径ri，n从1开始，i＝n；(e)判断ri是否大于rmax，当大于则取ri＝rmax，否则保持原值；判断ri是否小于rmin，当小于则取ri＝rmin，否则保持原值；(f)重复(d)～(e)，直至生成N个符合要求的半径数值。5.根据权利要求1所述的基于实测随机点蚀数据构建损伤结构有限元模型的方法，其特征在于，所述的判断生成的数据是否可用的具体内容和方法是：从所有生成的随机数据中抽取两组容量不同的样本，比较两组样本的平均点蚀坑体积，当两者接近时，则可用，当两者相差较远时，则不可用，具体方法如下：随机取j个点蚀坑，计算其总体积Vj，计算方式：其中并算出其平均值μVj，计算方...
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