[发明专利]一种基于CAE软件的建筑有限元模型的修正方法

说明书

本发明公开了一种基于CAE软件的建筑有限元模型的修正方法，包括以下步骤：步骤一：通过数码设备或工程图采集图像，根据实际需求对图像进行增强处理并调整像素尺寸；步骤二：在CAE软件中建立二维矩形或三维长方体几何模型并实现对几何模型的网格划分，从而得到简单的建筑有限元模型；步骤三：确定参数变量X；步骤四：采用正交设计法和均匀设计法得出有限元模型一次修正参数；步骤五：基于步骤四的修正参数，采用响应面法得出有限元模型二次修正参数；步骤六：基于有限元模型二次修正参数进行修正的有限元模型即为最终修正后有限元模型。本发明通过CAE软件得到初始的简单的建筑有限元模型，精度更高，误差更小，同时提高了模型修正的精度。

技术领域

本发明涉及建筑有限元模型技术领域，具体为一种基于CAE软件的建筑 有限元模型的修正方法。

背景技术

有限元建模的总则是根据工程分析的精度要求,建立合适的,能模拟实际 结构的有限元模型。在连续体离散化及用有限个参数表征无限个形态自由度 过程中不可避免的引入了近似，为使分析结果有足够的精度,所建立的有限元 模型必须在能量上与原连续系统等价。具体应满足下述准则:1)有限元模型 应满足平衡条件；2)变形协调条件；3)必须满足边界条件；4)刚度等价原则； 5)认真选取单元,使之能很好的反映结构构件的传力特点,尤其是对主要受 力构件应该做到尽可能的不失真；6)应根据结构特点,应力分布情况,单元的 性质,精度要求及其计算量的大小等仔细划分计算网络；7)在几何上要尽可能 地逼近真实的结构体,其中特别要注意曲线与曲面的逼近问题；8)仔细处理载 荷模型,正确生成节点力,同时载荷的简化不应该跨越主要的受力构件；9) 质量的堆积应该满足质量质心,质心矩及其惯性矩等效要求；10)超单元的划 分尽可能单级化并使剩余结构最小。

现有的模型修正技术主要分为两大类：一种是针对已建立的有限元模型 结构进行局部的优化修正，一种是针对有限元模型的参数进行修正。前者主 要是针对关键位置的有限元模型进行网格再划分，增加关键部位的网格数量， 这样会增加有限元分析时的计算时间，如果建模过程中是严格按照建筑的设 计图纸进行的，这种修正方法的修正效果不是很明显；对于参数进行修正一 般会受外界因素干扰，例如噪音的影响，导致修正效果欠佳，有介于此，需 要开发一种新的基于CAE软件的建筑有限元模型的修正方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于CAE软件的建筑有限元模型的修正方法， 该方法能够有效的解决现有技术中的问题，尤其是现有建筑有限元模型的修 正效率低和修正精度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于CAE软件的建筑 有限元模型的修正方法，包括以下步骤：

步骤一：通过数码设备或工程图采集图像，根据实际需求对图像进行增 强处理并调整像素尺寸；

步骤二：在CAE软件中建立二维矩形或三维长方体几何模型并实现对几 何模型的网格划分，从而得到简单的建筑有限元模型；

步骤三：确定参数变量X；

步骤四：采用正交设计法和均匀设计法得出有限元模型一次修正参数；

步骤五：基于步骤四的修正参数，采用响应面法得出有限元模型二次修 正参数；

步骤六：基于有限元模型二次修正参数进行修正的有限元模型即为最终 修正后有限元模型。

优选的，步骤二中CAE软件中建立二维矩形或三维长方体几何模型并实 现对几何模型的网格划分按照以下方法进行：几何模型模型尺寸与图像反映 的实物尺寸相同，简单有限单元模型单元数和划分方式与图像像素数和划分 方式保持一致，每个单元的长度由图像中每个像素所反映的实物真实长度决 定。

优选的，步骤三中参数变量X＝【E.ρ.μ】,其中E为混凝土弹性模量， ρ为混凝土密度，μ为波松比。