文献类型：专利

专利类型：发明专利

是否失效：否

是否授权：否

申 请 号：CN202311499021.8

申 请 日：20231110

发 明 人：梁允 周宁 李哲 卢明 王超 王津宇 柯佳颖 苑司坤 高阳 李帅 崔晶晶 晏致涛 钟永力 王灵芝 杨小刚

申 请 人：国网河南省电力公司电力科学研究院 重庆科技学院

申请人地址：450099 河南省郑州市二七区嵩山南路85号

公 开 日：20240130

公 开 号：CN117473831A

代 理 人：代维凡

代理机构：重庆速腾专利代理事务所(普通合伙)

语　　种：中文

摘　　要：本发明公开了一种基于屈服方程的角钢柱极限承载力分析方法，涉及材料变形分析领域，本发明采用梁端双线性屈服方程，形成了基于刚体准则的弹塑性切线刚度矩阵，实现了采用一个实体单元就可以模拟柱子曲线的高效算法。能够实现采用一个单元模拟角钢柱子的柱子曲线，能精确考虑角钢的压弯耦合失稳破坏，和国内外规范、实验和相关有限元软件的壳单元模拟结果吻合较好。

主 权 项：1.一种基于屈服方程的角钢柱极限承载力分析方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：将角钢柱沿长度方向划分若干个等长的角钢柱单元，分别建立角钢柱单元的单元形心坐标系O-xyz；设角钢柱单元无外力时为C₀态，角钢柱单元受外力极限平衡时为C₁态，角钢柱单元受外力变形时为C₂态；以C₁态角钢柱单元一端端面的形心C作为坐标轴原点建立坐标系，x轴为角钢柱单元的形心轴，y轴与角钢柱单元其中一肢边的截面长度方向平行，z轴与y轴位于同一截面上，且z轴与y轴垂直；则角钢柱单元剪心T坐标为(a_x,a_y,a_z)，拟定角钢柱单元上任意一点N的坐标为(x,y,z)；/nS2：将角钢柱单元受外力变形时的C₂态与角钢柱受外力极限平衡的C₁态相比的单元位移增量{u}和内应力带入基于UL列式的增量虚功方程中，并根据单元弹性刚度矩阵[k_e]计算得到单元几何刚度矩阵[k_g]；/nS3：引入软化塑性铰模型，根据角钢柱单元的极限承载力F＝[k_q]{u}计算得到单元切线刚度矩阵[k_q]；/nS4：将单元几何刚度矩阵[k_g]和单元切线刚度矩阵[k_q]组装得到角钢柱单元刚度矩阵[k]，对所有的角钢柱单元刚度矩阵[k]进行整合，得到集总刚度矩阵[K]；/nS5：根据集总刚度矩阵[K]建立得到角钢柱的刚度增量平衡方程[K]{ΔU}＝{²P}-{¹P}；其中，{ΔU}为角钢柱的位移增量；{¹P}为C₁态时作用在角钢柱上的外荷载；{²P}为C₂态时作用在角钢柱上的外荷载；采用广义位移法根据刚度增量平衡方程对角钢柱进行极限承载力分析。/n

关 键 词：柱子  角钢 屈服  切线刚度矩阵 极限承载力 材料变形  单元模拟  高效算法  模拟结果  实体单元  耦合  弹塑性  角钢柱  壳单元 双线性 压弯  刚体 梁端  失稳  吻合  分析  

IPC专利分类号：G06F30/23;G06F30/17;G06F17/11;G06F119/02;G06F119/14;G06F111/04;G06F111/10