[发明专利]一种考虑材料损伤和钢筋作用的自由曲面结构形态创建方法

摘要

本发明提供一种考虑材料损伤和钢筋作用的自由曲面形态创建方法，考虑到随着荷载的施加和变形的积累，材料在自由曲面创建过程中出现的微观损伤以及钢筋作用对自由曲面形态的影响，具体步骤如下1，得到初始化自由曲面；2，对初始化自由曲面进行网格划分，得到钢筋混凝土三角形壳单元；3，计算钢筋混凝土三角形壳单元的局部坐标系下的刚度矩阵；4，计算整体坐标下的单元刚度矩阵；5，得到自由曲面结构的整体刚度矩阵；6，将Mazars损伤模型引入混凝土单元、将双线性模型引入钢筋单元，对结构施加荷载，步骤7，计算应变能；8，对考虑Mazars损伤模型和钢筋作用的自由曲面的控制点进行高度调整；步骤9，设置优化精度ε*。本发明简单有效。

主权项

一种考虑材料损伤和钢筋作用的自由曲面形态创建方法，其特征在于，具体方法步骤如下：步骤1，根据给定的初始自由曲面的一组控制点坐标得到初始化自由曲面；步骤2，对步骤1得到的初始化自由曲面进行网格划分，得到钢筋混凝土三角形壳单元；步骤3，计算步骤2得到的钢筋混凝土三角形壳单元的局部坐标系下的刚度矩阵；步骤4，计算整体坐标下的单元刚度矩阵；步骤5，经过总刚集成得到自由曲面结构的整体刚度矩阵；步骤6，将Mazars损伤模型引入混凝土单元、将双线性模型引入钢筋单元，对结构施加荷载，分N个荷载步进行加载，每个荷载步内存在M个迭代步，计算自由曲面壳体位移；步骤7，采用应变能作为自由曲面结构创建的优化目标，控制点坐标作为自由曲面结构创建的优化变量，通过结点荷载和结点位移计算应变能；步骤8，对考虑Mazars损伤模型和钢筋作用的自由曲面的控制点进行高度调整；步骤9，设置优化精度ε*，若当前优化步的应变能对当前优化步的控制点高度的差分的模小于优化精度，则考虑材料损伤和钢筋作用的自由曲面优化结束，自由曲面创建完成；否则继续迭代至步骤2进行自由曲面结构形态优化。