基于PBS系统的预弯组合梁Abaqus快速建模方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于PBS系统的预弯预应力组合梁Abaqus快速建模方法，属于桥梁工程三维有限元建模技术领域。使用预弯预应力组合梁设计验算系统设计PB主梁，采用安装第三方库函数xlrd2的Python程序运行步骤一中主梁Abaqus建模用表格；通过Python程序脚本文件读取预弯预应力组合梁设计验算系统PBS生成表格文件中的PB主梁参数信息；使用Abaqus运行Python；基本模型、钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型；生成对应设计参数的PB梁基本模型、钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型。本发明专利技术在预弯预应力组合梁设计验算系统设计完成PB梁后，直接导出表格文件，实现自动化快速建模过程，便于对预弯预应力组合梁实现施工阶段分析、承载能力分析及参数化分析。承载能力分析及参数化分析。承载能力分析及参数化分析。

【技术实现步骤摘要】
基于PBS系统的预弯组合梁Abaqus快速建模方法


[0001]本专利技术涉及一种基于PBS系统的预弯预应力组合梁Abaqus快速建模方法，属于桥梁工程三维有限元建模


技术介绍

[0002]目前，由于公路及城市交通飞速发展，考虑到桥梁建筑高度限制、耐久性等问题，适用桥型也变得较少。而预弯预应力组合梁，简称预弯组合梁，该概念是1949年由比利时利普斯基(A.Lipski)首次提出的。该结构是在预弯工字形钢梁上浇筑一期混凝土及腹板、桥面板等二期混凝土，以利用钢梁的反弹作用对处于受拉区的一期混凝土施加预压应力。预弯预应力组合有以下主要特点：1)建筑高度小；2)结构耐久性好；3)施工简便；4)结构可承受的荷载能力大。正是因为这些特点，预弯预应力组合梁桥适用于公路及城市桥梁建筑高度受限、需要减小桥梁总高度、降低路堤高度等情况。
[0003]Abaqus是一款功能丰富且强大的有限元分析软件，可分析复杂的力学系统，模拟复杂结构及材料性能，拥有的单元库及材料库丰富。其不仅包含两个主分析模块，还有一个交互功能强大的图形模块，被广泛用于桥梁结构有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于PBS系统的预弯组合梁Abaqus快速建模方法，其特征在于：建模步骤如下：步骤一、使用预弯预应力组合梁设计验算系统(PBS)设计PB主梁，建立PB主梁的Abaqus建模用表格；步骤二、采用安装第三方库函数xlrd2的Python程序运行步骤一中主梁Abaqus建模用表格；并选择有限元建模选项；有限元建模选项包括是否加入材料塑性、是否分阶段建立模型、是否打开材料非线性、是否进行参数化建模；步骤三、通过Python程序脚本文件读取预弯预应力组合梁设计验算系统PBS生成表格文件中的PB主梁参数信息；步骤四、通过Python脚本文件建立PB主梁模型，共4个模型包括：基本模型、钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型；使用Abaqus运行Python；基本模型、钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型；步骤五、使用Abaqus运行Python脚本文件，生成对应设计参数的PB梁基本模型、钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型。2.根据权利要求1所述的基于PBS系统的预弯组合梁Abaqus快速建模方法，其特征在于：步骤一中采用的预弯预应力组合梁设计验算系统PBS为已编制完成的专用于公路预弯组合梁结构验算分析的计算软件。3.根据权利要求1所述的基于PBS系统的预弯组合梁Abaqus快速建模方法，其特征在于：步骤二中采用第三方库函数xlrd2结合预弯预应力组合梁设计验算系统PBS功能导出Abaqus建模用表格；按建模分析需要对表格中的有限元建模选项进行选择。4.根据权利要求1所述的基于PBS系统的预弯组合梁Abaqus快速建模方法，其特征在于：步骤三中，通过Python脚本文件读取PBS系统生成表格文件中的PB主梁参数信息具体包括：桥梁参数、钢梁几何参数及材料参数、一期混凝土几何参数及材料参数、二期混凝土几何参数及材料参数和建模选项。5.根据权利要求1所述的基于PBS的预弯组合梁Abaqus快速建模方法，其特征在于：步骤三中，通过Python脚本文件读取PBS系统生成表格文件中的PB主梁参数信息具体包括如下步骤：步骤1、编写第一行代码(from abaqus import*)导入Abaqus模块中所有建模对象，用于访问默认模型数据库的访问；编写第二行代码(from abaqusContants import*)导入符合常数模块；编写第三行代码(from caeModules import*)导入caeModules模块中所有对象、导入math以调用数学运算所有库函数、导入regionToolset以调用Region函数；通过第一行代码、第二行代码、第三行代码搭建Abaqus建模环境，通过导入xlrd2的文件，以调用第三方库函数来进行表格文件数据的读取；步骤2、通过PBS系统中open_workbook()函数打开表格文件读取参数数据及有限元建模选项；有限元建模选项包括：是否加入材料塑性、是否分阶段建立模型、分析步、是否打开非线性、预弯力加载位置、预弯力大小、是否进行参数化建模和参数分析对象；使用sheet_by_name()函数，通过名称读取用户输入工作表；根据用户输入工作表建模选项，使用if函数选择性读取目标建模工作表、钢材塑性材料参数工作表、混凝土塑性材料
参数工作表；使用for循环对目标建模工作表内的多组数据进行参数化建模，循环结束后，使用release_resources()函数释放并删除临时数据即建立表格文件中的PB主梁参数信息模型，参数信息包括：桥梁参数、钢梁几何参数及材料参数、一期混凝土几何参数及材料参数、二期混凝土几何参数及材料参数和建模选项。6.根据权利要求1所述的基于PBS的预弯组合梁Abaqus快速建模方法，步骤四中，通过Python脚本文件定义PB梁基本模型、钢梁预弯模型、预弯梁模型、预弯组合梁模型具体包括如下步骤：S1、初始化基本模型，模型命名规律为：PB_initial_model_para_参数分析对象编号；若无需参数化分析，则模型名称为PB_initial_model_basic_para_1；S2、创建part：钢梁steel、一期混凝土fsconcrete、二期混凝土ssconcrete、钢梁支座垫板steel_support、钢梁加载板steel_force、主梁垫板beam_support、主梁加载板beam_force；且由于主梁的对称性，所有构件均建立半梁模型；S3、定义材料属性：定义材料密度、弹性参数；选择性读取钢材塑性材料参数工作表、混凝土塑性材料参数工作表内数据；且钢材定义plastic塑性...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，钱建奇，丁继武，杨子晔，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：