[发明专利]基于模型迭代修正的法兰连接节点分析方法

说明书

本发明公开了基于模型迭代修正的法兰连接节点分析方法；将有限元程序进行数值分析法求解法兰获得的结果与静力平衡法求解所述待分析的法兰结果进行对比验证，根据验证结果对有限元程序进行数值分析法求解过程进行修正，使分析结果趋势与实际相符，最终将修改后获得的第一组三维模型用于分析梁柱连接法兰分析，第二组三维模型用于分析立柱柱脚法兰分析。本发明利用计算机系统，以传统分析方法对比验证、以厚板模型趋势验证，从而得到正确的边界模拟条件，可以得到比较理想的分析结果，进一步可推广运用于各种形状的法兰节点分析。

技术领域

本发明涉及计算机辅助设计技术领域，特别涉及基于模型迭代修正的法兰连接节点分析方法。

背景技术

法兰连接是钢结构梁柱、立柱与基础连接的常见形式。法兰连接节点传统分析方法常借助静力平衡原理，建立两个平衡方程进行求解，分别是受拉区螺栓拉力与受压区法兰板压应力的合力平衡方程，螺栓拉力、法兰板压应力的合力对法兰板中性轴力矩平衡方程。

但是在实际应用中，求解方程过程中，需满足两个假定条件：

1、假定中性轴的位置；2、假定法兰板为刚性板(即自身不发生变形)。

对于条件1，由于中性轴的位置与法兰板压应力分布直接相关，人为假定的位置所得到的分析结果不符合实际情况；

而对于条件2，法兰板本身的内部变形是存在的，也会影响法兰板压应力分布，进而影响螺栓拉力。

除此以外，传统分析方法还具有以下局限性：一般仅适用于圆形法兰，对于矩形法兰或其他形状法兰，外力的合力不与几何对称轴平行或正交时，求解变得异常复杂。

而随着计算机和人工智能系统的应用，采用计算机辅助分析和处理繁琐的数据已经是大势所趋。

因此，如何利用计算机实现法兰连接节点分析，减少错误、提高分析精度和工作效率成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供基于模型迭代修正的法兰连接节点分析方法，实现的目的是利用计算机系统，以传统分析方法对比验证、以厚板模型趋势验证，从而得到正确的边界模拟条件，可以得到比较理想的分析结果，进一步可推广运用于各种形状的法兰节点分析。

为实现上述目的，本发明公开了基于模型迭代修正的法兰连接节点分析方法；步骤如下：

步骤一、按照待分析的法兰的连接节点的实际尺寸建立第一组三维模型；

所述第一组三维模型为上下双层法兰板网格模型；

所述第一组三维模型按实际位置建立螺栓连接；

所述第一组三维模型中与法兰板连接的梁或柱以法兰中心点代替；所述中心点与法兰刚性连接；

所述第一组三维模型的双层法兰板间定义只受压刚度模拟双层法兰的接触，所述双层法兰板中的上层法兰板在中心点上施加外力，所述双层法兰板中的下层法兰板中心点全固定约束；

步骤二、将所述第一组三维模型中的所述下层法兰网格节点采用全固定约束，形成第二组三维模型；

步骤三、将所述第二组三维模型中的法兰板厚度取为1米，形成第三组三维模型；

步骤四、在所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型输入通用有限元程序进行数值分析法试算求解，获得所述第一组三维模型、所述第二组三维模型和所述第三组三维模型的受拉区螺栓拉力分布、受压区螺栓压力分布和受压区法兰板反力分布；