[发明专利]拉杆及传力杆三向应力的有限元生成方法、设备及介质

权利要求书

1.一种拉杆及传力杆三向应力的有限元生成方法，其特征在于，包括：

根据预设的基准参数，构建路面结构的三维有限元模型；

计算所述三维有限元模型的接缝刚度；

根据所述接缝刚度，计算所述三维有限元模型的弹簧刚度，所述弹簧刚度包括行车道横缝处纵向传力杆、路肩横缝处纵向传力杆、行车道-路肩水泥板纵缝处横向拉杆的板中、板角、板边的弹簧刚度；

根据所述弹簧刚度，在所述三维有限元模型中构建板侧面节点之间的弹簧连接以初步模拟拉杆及传力杆的连接形式，其中，所述板侧面节点之间的弹簧采用所述弹簧刚度；

将所述板侧面节点之间的弹簧连接转换为连接器连接以进一步模拟拉杆及传力杆，并生成拉杆及传力杆的三向应力，所述三向应力是指行车方向应力、深度方向应力及横断面方向应力。

2.如权利要求1所述的拉杆及传力杆三向应力的有限元生成方法，其特征在于，所述计算三维有限元模型的接缝刚度的步骤包括：

计算混凝土对传力杆支承的剪切刚度；

计算传力杆自身的剪切弹簧刚度；

根据所述剪切刚度与剪切弹簧刚度，计算传力杆的组合剪切刚度；

根据所述组合剪切刚度，计算接缝单位长度的刚度。

3.如权利要求1或2所述的拉杆及传力杆三向应力的有限元生成方法，其特征在于，所述计算三维有限元模型的接缝刚度的步骤包括：

根据公式DCI=[4β³/(2+βω)]E_dI_d,计算混凝土对传力杆支承的剪切刚度DCI，其中，β为传力杆-混凝土的相对刚度，ω为接缝缝隙宽度，E_d为水泥混凝土板间传力杆弹性模量，I_d为水泥混凝土板间传力杆截面惯性矩；

根据公式C=E_dI_d/[ω³(1+φ)], 计算传力杆自身的剪切弹簧刚度C，其中，φ为中间参数；

根据公式D=1/(1/DCI+1/12C)，计算传力杆的组合剪切刚度D；

根据公式q=D/s,计算接缝单位长度的接缝刚度q，其中，s为水泥混凝土板间传力杆间距。

4.如权利要求3所述的拉杆及传力杆三向应力的有限元生成方法，其特征在于，根据公式I_d=πd⁴/64，计算水泥混凝土板间传力杆截面惯性矩I_d，其中，d为水泥混凝土板间传力杆直径；

根据公式β=[Kd/(4E_dI_d)]^1/4，计算传力杆-混凝土的相对刚度β，其中，K为混凝土对传力杆的支承模量；

根据公式φ=12 E_dI_d/(G_dA_dω²), 计算中间参数φ，其中，G_d=E_d/[2(1+μ_d)] , A_d=0.225πd²,G_d为水泥混凝土板间传力杆剪切模量，μ_d为水泥混凝土板间传力杆泊松比，A_d为水泥混凝土板间传力杆有效截面面积。

5.如权利要求1所述的拉杆及传力杆三向应力的有限元生成方法，其特征在于，所述根据接缝刚度，计算三维有限元模型的弹簧刚度的步骤包括：

分别计算目标杆体的板角弹簧刚度，所述目标杆体包括行车道横缝处纵向传力杆、路肩横缝处纵向传力杆及行车道-路肩水泥板纵缝处横向拉杆；

分别计算目标杆体的板边弹簧刚度；

分别计算目标杆体的板中弹簧刚度。