武汉大学赵鹏飞获国家专利权
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龙图腾网获悉武汉大学申请的专利输电杆塔力学有限元模型的重构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:CN115310172B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29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:202210827822.1,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权输电杆塔力学有限元模型的重构方法是由赵鹏飞;杜志叶;孟圣淳;龙振华;郝兆扬;岳国华;李根;修连成设计研发完成,并于2022-07-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本输电杆塔力学有限元模型的重构方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种输电杆塔力学有限元模型的重构方法,包括:将激光点云扫描处理后的输电杆塔三维实体模型导入到有限元软件中进行角钢坐标信息识别;筛选出角钢端部截面关键点坐标中的最外侧角节点坐标作为角钢单元的端点坐标;对所有角钢单元的端点坐标进行相邻节点融合处理;识别输电杆塔模型中辅材与主材交叉的情况,在交叉点处的主材上新增分段节点坐标;识别输电杆塔模型中辅材与辅材交叉的情况,计算交叉点处的节点坐标;提取输电杆塔中所有角钢单元更新后的两端节点坐标和角钢端部横截面积数据,从而完成对整个输电杆塔力学有限元模型的重构。本发明能够对角钢杆件连接点进行等效节点刚度转化,大大提高了其建模精度和建模效率。
本发明授权输电杆塔力学有限元模型的重构方法在权利要求书中公布了:1.一种输电杆塔力学有限元模型的重构方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1、通过激光点云扫描获得输电杆塔三维实体模型,对三维实体模型进行处理获取模型中每根角钢的点云坐标数据,并识别出输电杆塔实体模型中总的角钢数量及每根角钢两端的关键点坐标信息,且计算每根角钢端部的横截面积; 步骤2、根据每根角钢两端横截面的关键点坐标识别且筛选出角钢端部截面中最外侧角节点的关键点坐标,并将其作为角钢单元的节点坐标; 步骤3、对所有角钢单元的节点坐标进行相邻节点融合处理; 步骤4、识别输电杆塔实体模型中辅材与主材交叉的情况,在交叉点处的主材单元上新增节点坐标并将主材单元进行分段,同时将处在交叉点附近的辅材角钢的节点坐标修改为主材上的新增节点坐标,然后再次进行相邻节点融合处理; 步骤5、识别输电杆塔实体模型中辅材与辅材成X交叉的情况,计算交叉点处的节点坐标作为新增节点坐标,同时对交叉的辅材单元进行分段; 步骤6、提取步骤1-5获得的输电杆塔中所有角钢单元的两端节点坐标和角钢端部横截面积数据,并根据提取的节点坐标和角钢端部横截面积数据重构整个输电杆塔的力学有限元模型; 其中,步骤4具体包括: 步骤4.1、提取第一根角钢的横截面积S 1,并将其依次与后面角钢的横截面积S i两两进行比较,当满足|S 1 -S i|≥ΔS1,则说明两根角钢中一根为主材一根为辅材,其中,ΔS1根据实际需要设定,然后以横截面积大的角钢单元确定为主材,计算辅材两个端点距离主材线段的距离,若其中一个端点离主材距离在ΔL1以内,则判断为辅材与主材存在交叉的情况,其中,ΔL1根据实际需要设定; 步骤4.2、在辅材与主材存在交叉情况的前提下,计算角钢端点之间的距离,设置判断条件为辅材的端点与主材的两个端点之间距离都要大于一定值,从而排除主材和辅材只在端点交叉的情况; 步骤4.3、最后计算在交叉点处的主材上的新增节点坐标,并根据新增的节点对主材进行分段; 步骤5具体包括: 步骤5.1、提取第一根辅材角钢的横截面积S 1,并将其依次循环与后面的辅材角钢的横截面积S i两两进行比较,当满足|S 1 -S i|≤ΔS2,则说明两根角钢的横截面积接近,ΔS2根据实际需要设定,计算角钢两两端点之间的距离,若其中任意两个端点间的距离都小于角钢本身的长度,则判断为辅材与辅材存在交叉的情况; 步骤5.2、计算辅材交叉点的节点坐标; 步骤5.3、修改此时交叉的辅材角钢端点坐标,并将辅材角钢从交叉的节点处进行分段。
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