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一种随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法

阅读:33发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种随机 点蚀 损伤板上点蚀坑重叠控制方法,生成完整板 几何模型 后做几何划分,将几何网格的交点作为可能出现点蚀坑的 位置 。对点蚀坑的数量和几何尺寸通过参数化方法设置,定义两个存放点蚀坑位置信息的数组并写入有效数据。通过产生随机整数从存放位置信息的数组中分别随机 抽取 元素组成点蚀坑位置,首先生成一个基准点,接下来依次生成新的点蚀坑位置,并判断与已有点蚀坑位置的最近距离是否符合最小限值要求。若该点有效则在此位置生成新的点蚀坑,若无效则放弃该点并重新取值。通过循环语句控制直到生成全部数量的点蚀坑,本发明所述方法具有高效性和普遍性。,下面是一种随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法专利的具体信息内容。

1.一种随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法,其特征在于包含下述步骤:
(1)在有限元软件中生成完整板几何模型后根据点蚀坑的几何参数做几何划分,将几何网格的交点作为可能出现点蚀坑的位置,对点蚀坑的数量N和几何尺寸通过参数化方法设置,点蚀坑的几何尺寸包括:点蚀深度H和点蚀半径R;
(2)定义两个存放点蚀坑位置信息的数组LOCX(i)、LOCY(i),并写入有效数据;
(3)通过产生随机整数分别从数组LOCX(i)、LOCY(i)中随机抽取元素组成点蚀坑位置;
(4)生成第一个点蚀坑作为后续判断的基准点;
(5)执行步骤(3)生其余的点蚀坑位置,并判断与已有点蚀坑位置的最近距离DIS是否符合最小限值MIN要求。若该点有效则在此位置生成新的点蚀坑,若无效则放弃该点并重新取值;
(6)通过循环语句控制重复步骤(5)直到生成全部数量的点蚀坑;
(7)划分网格生成数值模型。
2.根据权利要求1所述随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法,其特征在于:步骤(1)中所述在有限元软件中生成完整板几何模型后根据点蚀坑的几何参数做几何划分的方法是:
(1)根据点蚀半径R的随机范围对完整板几何模型做几何划分;
(2)几何划分方式为沿着完整板纵横方向按等分间距ME定距等分;
(3)保证等分间距ME大于或等于随机产生的最大点蚀半径R。
3.根据权利要求1所述随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法,其特征在于:步骤(2)中所述定义两个存放点蚀坑位置信息的数组LOCX(i)、LOCY(i),并写入有效数据的方法是:
(1)点蚀坑位置信息通过点蚀坑圆心坐标确定;
(2)定义一维数组LOCX(i),用来存放横坐标;
(3)定义一维数组LOCY(i),用来存放纵坐标;
(4)写入的有效数据是:点蚀坑在板上分布的范围中所有几何划分交点的纵横坐标;
(5)写入的有效数据用于精确控制完整板上点蚀坑分布的范围。
4.根据权利要求1所述随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法,其特征在于:步骤(3)中所述通过产生随机整数分别从数组LOCX(i)、LOCY(i)中随机抽取元素组成点蚀坑位置的方法是:
(1)采用随机函数产生随机数,并取整,随机整数范围为LOCX(i),LOCY(i)中元素编号范围;
(2)通过产生的随机整数分别取用数组LOCX(i),LOCY(i)中的元素组成坐标,确定可能生成点蚀坑的圆心坐标。
5.根据权利要求1所述随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法,其特征在于:步骤(4)中所述生成第一个点蚀坑作为后续判断的基准点的方法是:
直接取用一个随机坐标,生成点,作为圆心生成点蚀坑,不进行判断操作。
6.根据权利要求1所述随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法,其特征在于:步骤(5)中所述执行步骤(3)生其余的点蚀坑位置,并判断与已有点蚀坑位置的最近距离DIS是否符合最小限值MIN要求。若该点有效则在此位置生成新的点蚀坑,若无效则放弃该点并重新取值的方法是:
(1)根据权利要求1中步骤(3)得到一个点蚀坑圆心坐标;
(2)判断出距离这一坐标最近的圆心;
(3)计算出这一坐标与最近圆心之间的距离DIS;
(4)判断计算所得的距离DIS是否符合最小限值MIN要求(DIS≥MIN):若坐标有效,则在此位置生成新的点,作为圆心生成点蚀坑;若坐标无效,则放弃,返回并重新执行本项权利要求中步骤(1);
(5)本项权利要求步骤(4)中最小限值MIN是指:随机产生的点蚀坑不产生重叠所需的相邻圆心之间最小间距。
7.根据权利要求1所述随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法,其特征在于:步骤(6)中所述通过循环语句控制重复步骤(5)直到生成全部数量的点蚀坑的方法是:
(1)循环语句共执行(N-1)次;
(2)循环体内容为权利要求1中步骤(5)。

说明书全文

一种随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种重叠控制方法,具体涉及一种在随机点蚀损伤板上自动控制所生成的点蚀坑不发生重叠,用于模拟真实环境下的点蚀现象,精确控制板模型上点蚀坑分布的范围且有利于网格划分的控制方法。

背景技术

[0002] 结构由于自身的优势,在各类工程中的应用日渐增加。然而钢结构在使用环境中服役时,会受到环境中分、各种气体和其他污染物质的共同作用从而产生腐蚀现象。腐蚀的产生会导致钢构件截面尺寸减小、强度降低、延性下降等危害。目前对钢结构腐蚀的研究中有限元模型的应用较为普遍,建立合理的模型是开展研究工作的基础。以点蚀损伤为例,为较为精确的模拟点蚀构件,目前文献中所应用的点蚀损伤模型正朝着随机点蚀发展。相对于均匀点蚀模型,随机点蚀模型更接近真实的构件情况。
[0003] 随机点蚀模型的应用中,由于点蚀位置通过随机产生,可能会出现在相同位置上不止一次执行生成点蚀坑操作,或相邻点蚀坑发生部分重叠现象。这一现象不利于真实模拟点蚀构件,同时不利于模型的网格划分,从而降低有限元模型的可靠性。所以有必要在建模过程中对点蚀坑的重叠进行控制。在较大构件中,发生点蚀损伤的往往只是某个区域,提出一种精准控制点蚀分布区域的方法就显得尤为重要。

发明内容

[0004] 本发明主要提供一种随机点蚀损伤板上点蚀坑重叠控制方法,用于在随机点蚀模型上自动控制所生成的点蚀坑不发生重叠,从而模拟真实环境下的点蚀现象,改善网格生成质量。同时精确控制完整板上点蚀坑分布的范围。
[0005] 为达到上述要求,本发明所采用的技术方案为:
[0006] (1)在有限元软件中生成完整板几何模型后根据点蚀坑的几何参数做几何划分,将几何网格的交点作为可能出现点蚀坑的位置,对点蚀坑的数量N和几何尺寸通过参数化方法设置,点蚀坑的几何尺寸包括:点蚀深度H和点蚀半径R;
[0007] (2)定义两个存放点蚀坑位置信息的数组LOCX(i)、LOCY(i),并写入有效数据;
[0008] (3)通过产生随机整数分别从数组LOCX(i)、LOCY(i)中随机抽取元素组成点蚀坑位置;
[0009] (4)生成第一个点蚀坑作为后续判断的基准点;
[0010] (5)执行步骤(3)生其余的点蚀坑位置,并判断与已有点蚀坑位置的最近距离DIS是否符合最小限值MIN要求。若该点有效则在此位置生成新的点蚀坑,若无效则放弃该点并重新取值;
[0011] (6)通过循环语句控制重复步骤(5)直到生成全部数量的点蚀坑。
[0012] 由于采用如上方案,本发明 的优点有:
[0013] (1)自动控制在完整板上所生成的点蚀坑不发生重叠,最大程度还原真实点蚀构件特征,
[0014] (2)通过合理的几何划分,可有效提高网格划分质量;
[0015] (3)可精确控制完整板上点蚀坑分布的范围,方便根据研究需求灵活调整几何模型;附图说明
[0016] 图1为本发明流程图
[0017] 图2为完整板几何模型尺寸示意图;
[0018] 图3为完整板几何划分示意图;
[0019] 图4为第一个随机点坑示意图;
[0020] 图5为所有点坑示意图;
[0021] 图6为数值模型示意图;

具体实施方式

[0022] 下面结合附图与实施例,以某点蚀损伤板为例,控制所生成的点蚀坑不发生重叠,软件采用ANSYS对本发明的实现流程作详细说明:
[0023] 方法流程参见图1,具体步骤描述如下:
[0024] (1)在有限元软件中生成完整板几何模型,板的几何尺寸参见图2。本实施例中所用点蚀坑半径R的随机范围是(0.2~0.6),深度的随机范围是(0.01~0.03)。根据随机产生的最大点蚀半径R=0.6,确定等分间距ME=1,沿着完整板纵横方向按等分间距ME定距等分,结果参见图3,将图3中几何网格的交点作为可能出现点蚀坑的位置。设置点蚀坑的数量N=5;
[0025] (2)定义一维数组LOCX(i),用来存放横坐标,定义一维数组LOCY(i),用来存放纵坐标。写入有效坐标前,确定完整板上点蚀坑分布的范围,本例中点蚀坑分布的范围如图3中A区域所示。写入有效坐标后,数组LOCX(7)={1,2,3,4,5,6,7},数组LOCY(7)={1, 2,3,4,5,6,7};
[0026] (3)数组LOCX(i)和数组LOCY(i)都有7个元素,通过随机函数在范围(1~7)中产生随机数,对随机数取整,从数组LOCX(i)中取出对应的元素作为点蚀坑圆心坐标的横坐标,同样方法再获得一个随机整数从数组LOCY(i)中取出对应的元素作为点蚀坑圆心坐标的纵坐标;
[0027] (4)通过查询生成的参数可知,第一次获取的元素为LOCX(5)=5,LOCY(4)=4,得到第一个点蚀坑的圆心坐标(5,4)。随机产生的第一个点蚀坑半径D1=0.22,在生成的第一个随机坐标(5,4)处生成点1001,作为圆心以半径D1=0.22生成点蚀坑,参见图4;
[0028] (5)为达到点蚀坑不重叠的效果,本例中对最小限值取MIN=2。通过循环语句控制重复执行步骤(3)不断获得可能的点蚀坑位置,在生成第2个点蚀坑的过程中,通过查询生成的参数可知,当获取的圆心坐标位(4,4)时,判断出距离这一坐标最近的圆心为点1001,计算出这一坐标与点1001之间的距离DIS=1。DISMIN,符合最小限值要求,坐标有效,则在此位置生成新的点1002,作为圆心生成点蚀坑。在生成第3个点蚀坑的过程中,当获取的圆心坐标位(4,6)时,判断出距离这一坐标最近的圆心为点1002,计算出这一坐标与点1002之间的距离DIS=2.236。DIS>MIN,符合最小限值要求,坐标有效,则在此位置生成新的点1003,作为圆心生成点蚀坑;
[0029] (6)设置循环语句共执行(5-1)次,剩余点蚀坑皆依照次方法生成,全部点蚀坑生成后,点蚀损伤板几何模型参见图5;
[0030] (7)划分网格生成数值模型,数值模型参见图6。
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