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龙图腾网恭喜大连理工大学;大连理工大学宁波研究院申请的专利一种多层多材料复杂管缆截面的精确有限元建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114580230B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210069903.X，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种多层多材料复杂管缆截面的精确有限元建模方法是由胡海涛;阎军;耿东岭;卢青针;杨志勋;尹原超设计研发完成，并于2022-01-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多层多材料复杂管缆截面的精确有限元建模方法在说明书摘要公布了：一种多层多材料复杂管缆截面的精确有限元建模方法，属于海洋油气资源开发领域。首先，采用垂直拍摄的方式对所需要建模分析的管缆截面进行拍摄，得到管缆截面图片信息；并对管缆截面的各个部件进行颜色赋值处理得到彩色图片。其次，将彩色图片过滤后通过边界提取算法，得到笛卡尔坐标系下结构边界处像素点的相对位置坐标值。再次，将基于笛卡尔坐标系下存储的像素坐标值转化为极坐标下的像素坐标值，从而可以以顺时针或逆时针的形式提取各像素坐标；每个颜色的像素点坐标值对应一个Excel文件，得到四个Excel文件。最后，以Excel文件数据作为原始数据，采用ABAQUS有限元分析方法进行建模。本发明能够能够对结构的几何信息进行精确提取，具有很好的适用性和准确性。

本发明授权一种多层多材料复杂管缆截面的精确有限元建模方法在权利要求书中公布了：1.一种多层多材料复杂管缆截面的精确有限元建模方法，其特征在于，包括以下步骤： 1获取原始管缆截面图片信息 采用垂直拍摄的方式对所需要建模分析的管缆截面进行拍摄，得到管缆截面图片信息；管缆内部有多个紧密排列的铜丝，将每个铜丝作为一个子结构，所有铜丝构成多层结构； 2对管缆截面的各个部件进行颜色赋值处理得到彩色图片，采用红、绿、蓝、灰四种颜色对管缆结构进行赋值操作；赋值操作按照如下规则：按照同层子结构仅使用两种颜色，且该层中任意一个子结构与相邻子结构颜色不同；同时要求该层结构所使用的两种颜色与其上一层、下一层结构采用的颜色不同； 3将步骤2中获得的彩色图片以R、G、B三种颜色数值进行过滤后，通过边界提取算法，得到在笛卡尔坐标系下每根铜丝边界的像素点，即得到笛卡尔坐标系下结构边界处像素点的相对位置坐标值； 4将基于笛卡尔坐标系下存储的像素坐标值转化为极坐标下的像素坐标值，进而可以以顺时针或逆时针的形式提取各像素坐标，用于后续建模；具体如下： 4.1获得笛卡尔坐标系下的每一个子结构边界像素点坐标信息后，采用取平均值的方式获得每个子结构的截面中心点坐标； 4.2根据该中心点将子结构边界像素点坐标转化为极坐标系，并存储极坐标系下每一个子结构边界上每一个像素点对应的角度值； 4.3对同一个子结构，通过步骤4.2所获得的对应像素点在极坐标系下的角度值，按照像素点极坐标角度值逆时针或者顺时针的顺序，依次提取子结构边界上像素点的笛卡尔坐标系坐标值；并按照这种相对关系，存储结构边界处像素点的笛卡尔坐标系值；所述的相对关系指顺时针或逆时针； 5每个颜色的像素点坐标值对应一个Excel文件，得到四个Excel文件 首先，建立四个Excel文件，分别对应四个颜色； 其次，将相同颜色的子结构边界对应的像素点坐标值存入一个Excel文件中，其中每个子结构边界均包括多个像素点数目，不同子结构边界像素点数目不同；具体：按照步骤4中结构边界像素点提取顺序，将各个像素点坐标的横纵坐标值分别存放入该颜色Excel文件的相邻两列中，且每个子结构均单独存入相邻的两列中； 最后，以相同颜色子结构边界上最大的像素点数目作为该颜色Excel文件中的最大行数，边界上像素点数目未达到最大行数子结构所在的列，以数字0填补至最大行数，以方便后续数据的读取； 6步骤5获得的Excel文件数据作为原始数据，采用ABAQUS有限元分析方法进行建模；具体如下： ①模型构建步骤： 第一步：基于ABAQUS二次开发，打开步骤5生成的四个Excel文件中的任意一个； 第二步：通过ABAQUS草图建模功能，以每次读取两列数据构建一个单独的子结构Part，直至读取完Excel文件为止； 第三步：重复前两步内容，完成对四个Excel文件的读取，并构建所有子结构的Part文件； ②对所有子结构分别赋予材料对应的弹性模量或泊松比材料参数； ③将所有Part进行组装，Assemble形成一个整体； ④测量原始管缆的最大直径，并对ABAQUS模型进行等比例放缩，使得模型结构与真实结构的尺寸相同； ⑤设置分析步类别，调整分析步长与间隔； ⑥依据问题所需网格数量与网格质量要求，设置结构网格种子数量与选择网格种类，对步骤③得到的整体结构进行网格划分； ⑦根据管缆所承受的工况，施加边界条件与载荷条件，同时根据分析需要，设置结构间接触关系，设置摩擦系数相关参数； ⑧在ABAQUS中提交模型并进行运算，待运算结束后查看计算结果。

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