【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建模领域，特别是涉及一种基于abaqus的管道腐蚀建模方法。
技术介绍
1、管道运输是当下多种能源运输的重要方式，保证运输安全是保证能源安全的重要一环。能源运输管道大多为埋地管道，其所处环境复杂，极易产生腐蚀。大面积腐蚀会减薄管壁，降低其承压能力，对管道强度造成很大影响，甚至引起管道穿孔或破裂。
2、管道的腐蚀缺陷是导致管道出现泄漏事故的重要原因。随着管道服役年限的增长，腐蚀对于管道力学性能的影响也逐年增大，对管道运输安全产生极大威胁。因此，对带有腐蚀缺陷的管道进行全面的安全性评估就显得非常重要。
3、管道腐蚀缺陷形式多样且形貌复杂，腐蚀现象具有随机性。目前，大多数有限元研究都考虑将腐蚀缺陷模型简化为理想化的几何形状。常见的腐蚀缺陷简化模型不能充分反映实际腐蚀缺陷的复杂程度，可能造成腐蚀评估结果的偏差。因此，本专利技术专利技术了一种基于abaqus的管道腐蚀建模方法来解决现有技术中腐蚀管道模型简单，不能反映实际腐蚀缺陷复杂程度的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于abaqus的管道腐蚀建模方法，建立的模型能够真实的反映管道的腐蚀情况。
2、基于此，本专利技术提供了一种基于abaqus的管道腐蚀建模方法，所述方法包括：
3、获取管道腐蚀形貌及特征参数；
4、对管道进行建模来获取管道模型，并根据所述管道腐蚀形貌及特征参数来确定所述管道模型中的腐蚀区域，并对所述管道模型表面进行
5、获取所述腐蚀区域的自变量参数，所述自变量参数包括：节点坐标、分形维数、空间频率，将所述自变量参数输入预设高度值函数来生成对应节点的腐蚀高度；
6、获取处于所述腐蚀区域内的全部节点的三维坐标以及管道半径，分别根据所述三维坐标、所述管道半径以及对应的所述腐蚀高度来修改所述节点的坐标位置，实现腐蚀表面的生成。
7、其中，所述管道腐蚀形貌及特征参数包括：腐蚀区域的长度、宽度、深度以及形状。
8、其中，将所述自变量参数输入预设高度值函数来生成对应节点的腐蚀高度包括：
9、term＝term+cnγ(d-3)nsin[γn(x cosbn+y sin bn)+an]
10、上述公式由term＝0开始，循环预设随机项数量n，计算得出term；
11、其中，所述cn为尺度系数，所述an和bn为随机数，所述γ为所述空间频率，所述d为所述分形维数，x和y分别是腐蚀表面节点的横纵坐标，所述term表示腐蚀缺陷表面节点深度即腐蚀高度。
12、其中，所述an和bn为两个服从[0，2π]的均匀分布并相互独立的随机数，所述尺度系数cn被定义为服从均值为0，方差为1的正态分布随机数，用于表征腐蚀表面的严重程度。
13、其中，所述随机项数量为100。
14、其中，所述分形维数以及所述空间频率的数据均为浮点数类型。
15、其中，所述分别根据所述三维坐标、所述管道半径以及对应的所述腐蚀高度来修改所述节点的坐标位置包括：
16、将所述三维坐标中的x、y坐标分别除以所述管道半径，z坐标不变来获取调整后的三维坐标；
17、将属于笛卡尔坐标系中的所述调整后的三维坐标转换为柱坐标系中的坐标；
18、根据所述腐蚀高度来调整所述柱坐标系坐标中的纵坐标。
19、其中，根据所述腐蚀高度来调整所述坐标中的纵坐标包括：
20、将所述柱坐标系坐标中的纵坐标下降所述腐蚀高度。
21、其中，所述对管道进行建模来获取管道模型采用的软件包括：abaqus软件。
22、其中，所述分形维数的取值为2～3。
23、采用本专利技术，根据设计腐蚀表面的特征参数服从正态分布，显示出明显的不规律性，满足腐蚀表面轮廓高度的随机变化规律。还可以通过调整分形维数、空间频率、管道半径等参数来构建不同严重程度的管道腐蚀模型，构建出来的管道腐蚀模型腐蚀情况贴近现实，能够实际反映腐蚀缺陷的复杂程度，为后续研究提供支撑。
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1.一种基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，所述管道腐蚀形貌及特征参数包括：腐蚀区域的长度、宽度、深度以及形状。
3.如权利要求1所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，将所述自变量参数输入预设高度值函数来生成对应节点的腐蚀高度包括：
4.如权利要求3所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，所述An和Bn为两个服从[0，2π]的均匀分布并相互独立的随机数，所述尺度系数Cn被定义为服从均值为0，方差为1的正态分布随机数，用于表征腐蚀表面的严重程度。
5.如权利要求3所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，所述随机项数量为100。
6.如权利要求1所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，所述分形维数以及所述空间频率的数据均为浮点数类型。
7.如权利要求1所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，所述分别根据所述三维坐标、所述管道半径以及对应的所述腐蚀高度来修
8.如权利要求7所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，根据所述腐蚀高度来调整所述坐标中的纵坐标包括：
9.如权利要求1所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，所述对管道进行建模来获取管道模型采用的软件包括：abaqus软件。
10.如权利要求1所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，所述分形维数的取值为2～3。
...【技术特征摘要】
1.一种基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，所述管道腐蚀形貌及特征参数包括：腐蚀区域的长度、宽度、深度以及形状。
3.如权利要求1所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，将所述自变量参数输入预设高度值函数来生成对应节点的腐蚀高度包括：
4.如权利要求3所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，所述an和bn为两个服从[0，2π]的均匀分布并相互独立的随机数，所述尺度系数cn被定义为服从均值为0，方差为1的正态分布随机数，用于表征腐蚀表面的严重程度。
5.如权利要求3所述的基于abaqus的管道腐蚀建模方法，其特征在于，所述随机项数量为10...
【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，方宏远，李鹏举，杜雪明，王念念，翟科杰，狄丹阳，杜明瑞，赵小华，孙明明，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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