【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及渡槽裂缝监控领域，特别是涉及一种基于有限元的渡槽裂缝监控方法。
技术介绍
1、渡槽，指输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽；普遍用于灌溉输水，也用于排洪、排沙等，大型渡槽还可以通航；渡槽主要用砌石、混凝土及钢筋混凝土等材料建成；有些渡槽是横跨较为重要的道路或者行人密集处的，随着时间的推移，渡槽的材料是会老化的，从而导致渡槽产生裂缝，从而对道路上的车辆或者行人造成潜在的威胁；如何对渡槽进行裂缝监控，成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提供一种基于有限元的渡槽裂缝监控方法，以实现对渡槽进行裂缝监控的目的。
2、基于上述技术问题，本申请提供了一种基于有限元的渡槽裂缝监控方法，所述方法包括以下步骤：
3、s100，获取目标底板对应的载荷位移函数f(x)以及当前的载荷x_now；其中，目标底板为目标渡槽的底板；
4、s200，根据f(x)和x_now，确定所述目标底板在载荷为x_now时对应的预测位移s_now；
5、s300，若s1-s0≤s_now＜s1，则生成预设的报警指令；其中，s1为目标底板的第一位移阈值，s0为预设位移差值；
6、目标渡槽的底板对应的载荷位移函数f(x)通过以下步骤得到：
7、s110，获取目标底板对应的目标有限元模型wq，并将所述目标有限元模型划分为若干网格；
8、s120，对wq进行持续增加载荷计算，并获取wq当前对
9、s130，若mcr-m0≤mq，则停止计算，以得到目标底板对应的第一初始有限元模型ay1以及当前的载荷dq；其中，mcr为目标底板对应的理论开裂弯矩，mq为预设的开裂弯矩阈值；
10、s140，获取目标计算次数k=1以及指定有限元模型xf=ay1；
11、s150，根据目标载荷zh，对xf进行计算，以得到第k+1有限元模型hgk+1，并标记hgk+1上新出现的若干裂缝位置；其中，zh=dq+k×qe；qe为预设的加载载荷；
12、s160，根据hgk+1上新出现的若干新裂缝位置，对xf上对应的若干新裂缝位置处进行分割处理，以得到每一新裂缝位置对应的两个截面，并设置每一新裂缝位置对应的两个截面以及已存在的裂缝新开裂的截面的摩擦系数为qr，并将已经设置过摩擦系数的截面的摩擦系数均减小预设值，而得到第k目标有限元模型huk；
13、s170，获取xf=huk以及huk在当前的目标载荷zh下对应的位移；
14、s180，若k＜n，则将k+1赋值给k，并进入步骤s150，以得到目标底板在每一目标载荷下对应的位移，进而得到目标渡槽的底板对应的载荷位移函数f(x)。
15、可选的，在步骤s130之后以及步骤s140之前，所述方法还包括以下步骤：
16、s131，获取第一初始有限元模型ay1相对于目标有限元模型wq的位移sy；
17、s132，将sy确定为s1。
18、可选的，在步骤s300之后，所述方法还包括以下步骤：
19、s400，若s1≤s_now＜s2，则生成预设的控制指令；其中，预设的控制指令用于控制减小目标渡槽中的水流量；s2为目标底板的第二位移阈值；
20、s410，若s_now≥s2，则生成预设的阻断指令；其中，预设的阻断指令用于阻断目标渡槽中的水；
21、s420，若s_now＜s1-s0，则不生成任何指令。
22、可选的，s2通过以下步骤确定：
23、s500，获取第k次计算结束后，对应的第k+1有限元模型hgk+1上存在的裂缝的数量numk以及每一裂缝的深度，以得到裂缝深度列表slk=（slk，1，slk，2，…，slk，a，…，slk，g(k)），a=1，2，…，g(k)；其中，slk，a为hgk+1上存在的裂缝中的第a个裂缝，g(k)为hgk+1上存在的裂缝的数量；
24、s510，根据slk，获取目标裂缝深度mlk=max(slk)；其中，max()为预设的求最大值函数；
25、s520，若numk＞nw或mlk＞qu，则获取hgk+1相对于目标有限元模型wq的位移dek；nw为预设的裂缝数量阈值，qu为预设的裂缝深度阈值；
26、s530，将dek确定为s2。
27、可选的，x_now通过以下步骤确定：
28、s110，获取目标渡槽的长度l、宽度d以及目标渡槽中水的深度h；
29、s120，根据l、d和h，确定x_now。
30、可选的，对wq进行持续增加载荷计算，包括：
31、使用hyper mesh软件对wq进行持续增加载荷计算。
32、本专利技术至少具有以下有益效果：
33、本专利技术的基于有限元的渡槽裂缝监控方法，通过监控目标渡槽的目标底板对应的位移，根据目标底板对应的载荷位移函数f(x)，得到目标底板对应的预测位移，进而生成相应的报警指令，使得相关人员能够及时的发现渡槽存在的潜在危险，实现对目标渡槽的自动化监控。
34、进一步的，在确定目标渡槽的底板对应的载荷位移函数f(x)时，根据目标底板的若干参数，建立目标底板对应的目标有限元模型，根据目标底板的开裂弯矩，第一次直接计算到目标底板即将出现裂缝，然后细分为多个阶段进行计算，且在每一次计算时均对裂缝截面设置相应的摩擦系数，使得有限元模型的计算更加接近实际，进一步提高渡槽监控的准确性。
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1.一种基于有限元的渡槽裂缝监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于有限元的渡槽裂缝监控方法，其特征在于，在步骤S130之后以及步骤S140之前，所述方法还包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于有限元的渡槽裂缝监控方法，其特征在于，在步骤S300之后，所述方法还包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于有限元的渡槽裂缝监控方法，其特征在于，S2通过以下步骤确定：
5.根据权利要求1所述的基于有限元的渡槽裂缝监控方法，其特征在于，x_now通过以下步骤确定：
6.根据权利要求1所述的基于有限元的渡槽裂缝监控方法，其特征在于，对WQ进行持续增加载荷计算，包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于有限元的渡槽裂缝监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于有限元的渡槽裂缝监控方法，其特征在于，在步骤s130之后以及步骤s140之前，所述方法还包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于有限元的渡槽裂缝监控方法，其特征在于，在步骤s300之后，所述方法还包括以...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡松涛，高江林，董澳，吴永风，荣彬，徐升，李焱，吴怡，
申请(专利权)人：江西省水利科学院江西省大坝安全管理中心，江西省水资源管理中心，
类型：发明
国别省市：
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