一种多层多材料复杂管缆截面的精确有限元建模方法技术

一种多层多材料复杂管缆截面的精确有限元建模方法，属于海洋油气资源开发领域。首先，采用垂直拍摄的方式对所需要建模分析的管缆截面进行拍摄，得到管缆截面图片信息；并对管缆截面的各个部件进行颜色赋值处理得到彩色图片。其次，将彩色图片过滤后通过边界提取算法，得到笛卡尔坐标系下结构边界处像素点的相对位置坐标值。再次，将基于笛卡尔坐标系下存储的像素坐标值转化为极坐标下的像素坐标值，从而可以以顺时针或逆时针的形式提取各像素坐标；每个颜色的像素点坐标值对应一个Excel文件，得到四个Excel文件。最后，以Excel文件数据作为原始数据，采用ABAQUS有限元分析方法进行建模。本发明专利技术能够能够对结构的几何信息进行精确提取，具有很好的适用性和准确性。具有很好的适用性和准确性。具有很好的适用性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种多层多材料复杂管缆截面的精确有限元建模方法


[0001]本专利技术属于海洋油气资源开发领域，涉及一种涉及海洋油气开发用柔性管缆装备的设计分析精确有限元建模方法，用于精确识别海洋电缆截面。

技术介绍

[0002]随着深海开采技术的不断革新，海洋领域中资源开发逐步成为资源开采主要的发展方向。然而远海开采面临着远距离资源运输问题，对深远海长距离输电技术的要求也不断提升。由于深远海环境工况复杂，需要对不同构型海洋电缆的性能进行分析，以探讨电缆的安全性能。
[0003]实际工程中，对于电缆的性能计算主要采用理论公式方法与有限元分析方法。由于管缆结构中存在高度非线性问题，因此基于理论公式的分析较为困难。然而目前基于海洋电缆与脐带缆的有限元分析研究，均基于理想几何构型下开展的研究。例如对于动态海底电缆的铜导体、铠装钢丝、内外护套等功能结构都采用了理想的圆形构进行建模，在实际的加工制造、运输安装中，结构容易产生缺陷，结构几何构型很难满足理想设计状态，因此基于理想结构进行有限元建模分析与实际结构存在一定误差，这就导致了理想构型下的有限元分析结果与实际本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层多材料复杂管缆截面的精确有限元建模方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取原始管缆截面图片信息采用垂直拍摄的方式对所需要建模分析的管缆截面进行拍摄，得到管缆截面图片信息；管缆内部有多个紧密排列的铜丝，将每个铜丝作为一个子结构，所有铜丝构成多层结构；(2)对管缆截面的各个部件进行颜色赋值处理得到彩色图片，采用红、绿、蓝、灰四种颜色对管缆结构进行赋值操作；赋值操作按照如下规则：按照同层子结构仅使用两种颜色，且该层中任意一个子结构与相邻子结构颜色不同；同时要求该层结构所使用的两种颜色与其上一层、下一层结构采用的颜色不同；(3)将步骤(2)中获得的彩色图片以R、G、B三种颜色数值进行过滤后，通过边界提取算法，得到在笛卡尔坐标系下每根铜丝边界的像素点，即得到笛卡尔坐标系下结构边界处像素点的相对位置坐标值；(4)将基于笛卡尔坐标系下存储的像素坐标值转化为极坐标下的像素坐标值，进而可以以顺时针或逆时针的形式提取各像素坐标，用于后续建模；具体如下：4.1)获得笛卡尔坐标系下的每一个子结构边界像素点坐标信息后，采用取平均值的方式获得每个子结构近似的截面中心点坐标；4.2)根据该中心点将子结构边界像素点坐标转化为极坐标系，并存储极坐标系下每一个子结构边界上每一个像素点对应的角度值；4.3)对同一个子结构，通过步骤4.2)所获得的对应像素点在极坐标系下的角度值，按照像素点极坐标角度值逆时针或者顺时针的顺序，依次提取子结构边界上像素点的笛卡尔坐标系坐标值；并按照这种相对关系，存储结构边界处像素点的笛卡尔坐标系值；所述的相对关系指顺时针或逆时针；(5)每个颜色的像素点坐标值对应一个Excel文件，得到四个Excel文件首先，建立四个Excel文件，分别对应四个颜色；其次，将相同颜色的子结构边界对应的像素点坐标值存入一个Excel文件中，其中每个子结构边界均包括多个像素点数目，不同子结构边界像素点数目不同；具体：按照步骤(4)中结构边界像素点提取顺序，将各个像素点坐标的横纵坐标值分别存放入该颜色Excel文件的相邻两列中，且每个子结构均单独存入...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海涛，阎军，耿东岭，卢青针，杨志勋，尹原超，
申请(专利权)人：大连理工大学宁波研究院，
类型：发明
国别省市：