【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及計算機輔助工程，尤其是涉及一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法、存儲介質。
技術介紹
1、在工程力學性能分析領域，有限元法憑借其高精度特性占據著極為重要的地位。在運用有限元法針對腐蝕構件的力學性能進行求解時，傳統的建模方式多以均勻腐蝕為假設前提開展建模工作。然而，實際的腐蝕狀況往往呈現出隨機腐蝕的特征，這種均勻腐蝕的假設與真實情況存在明顯差異，導致難以精準地模擬實際場景，使得分析結果與真實構件的力學性能表現存在偏差。
2、盡管部分研究嘗試采用隨機腐蝕進行有限元建模，其中較為常見的是布爾切割方法。但該方法存在諸多弊端，其生成的模型結構復雜，在進行網格劃分時面臨重重困難，這不僅導致計算時間大幅延長，而且在求解過程中極易出現不收斂的情況，嚴重影響了建模與分析的效率和準確性。而現有的傳統建模方法在面對這些問題時，均無法有效地予以解決，無法滿足工程實踐對于隨機腐蝕構件有限元建模高效、精確的需求。在此背景下，研發一種能夠克服上述缺陷的隨機腐蝕構件的有限元建模方法顯得尤為重要，它對于提升工程力學性能分析的準確性、推動相關領域的發展具有不可忽視的現實意義。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法、存儲介質，在保證有限元模型建模的精確性下，克服了不規則的隨機腐蝕構件模型建模困難、網格劃分復雜、計算結果易不收斂、計算時間過長等問題。本專利技術降低了隨機腐蝕構件有限元建模的難度，節省了計算的時間。
2、
3、利用第二類隨機諧和函數表征腐蝕深度隨機場，求出每個有限元節點的腐蝕深度，再在未腐蝕的有限元模型上通過節點偏移，實現隨機腐蝕構件的有限元建模。
4、為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：
5、基于采用實體單元有限元建模方法。
6、基于傳統建模方法，進行腐蝕構件未腐蝕時的建模，后引入腐蝕特征。
7、基于未腐蝕構件的網格劃分，利用第二類隨機諧和函數表征腐蝕深度隨機場，求出每個有限元模型節點的腐蝕深度。
8、在未腐蝕構件的模型中引入腐蝕特性，達到模擬構件腐蝕的目的。
9、本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
10、本專利技術提供一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，包括以下步驟：
11、s1：過有限元軟件建立未腐蝕構件的有限元模型；
12、s2：根據隨機腐蝕構件腐蝕的平均深度與標準差，計算出與腐蝕程度相關的參數a、b，其中a與功率譜密度峰值有關，b與諧和分量波數上限有關；
13、s3：根據隨機腐蝕構件腐蝕的平均深度與標準差，計算出隨機場在x、y方向上的上限截止波數ω1u、ω2u；
14、s4：根據隨機腐蝕構件的尺寸大小以及劃分網格的大小，分別計算x、y方向要確定腐蝕深度的節點個數mt、nt；
15、s5：根據腐蝕深度隨機場函數及s4中得到的節點個數mt、nt，計算每個節點的腐蝕深度；
16、s6：依據s5中得到的各節點腐蝕深度，將未腐蝕構件有限元模型的節點沿厚度方向向構件內部偏移相應深度，完成隨機腐蝕模型建模。
17、進一步地，s1中，建立未腐蝕構件的有限元模型的過程包括：建立幾何模型、定義材料、賦予材料、劃分網格、設置分析步、設置荷載和邊界條件；
18、s1中，通過商用有限元軟件abaqus建立未腐蝕構件的有限元模型；
19、s1中，建立未腐蝕構建的有限元模型時采用實體單元進行建模。
20、進一步地，s2中，在有試驗數據時，根據構件腐蝕試驗的結果擬合出與腐蝕程度相關的參數a、b，其中a與功率譜密度峰值有關，b與諧和分量波數上限有關；
21、x、y方向上的掃描腐蝕深度的間距分別為δx、δy，二維離散fourier變換f(ω1p,ω2q)由下式求得：
22、
23、式中，m、n分別為x、y方向需測量腐蝕深度的點的個數，m、n為求和變量用于遍歷所有測點，p＝0，1，…，m-1；q＝0，1，…，n-1，ω1p、ω2q為x、y方向上第p、q個諧和分量波數，單位為rad/mm；離散雙邊譜密度s(ω1p，ω2q)由下式計算得出：
24、
25、假設腐蝕表面各方向的分布特征相同，采用下式對銹蝕深度功率譜密度s(ω1，ω2)進行擬合，從而獲得參數a與b的值：
26、
27、式中，tsd為構件腐蝕深度的標準差，a和b為根據試驗結果擬合的參數。
28、進一步地，s2中，無對應試驗數據進行擬合時，根據以下公式計算a、b的值：
29、a＝2.33*(1-exp(-0.07656*t_e0.64))
30、b＝0.62*a
31、式中，t_e為構件腐蝕的平均深度，a、b為腐蝕程度相關的無量綱參數。
32、進一步地，s3中，確定隨機場在x、y方向上的上限截止波數ω1u、ω2u，由以下準則確定的：
33、
34、式中，∈＜＜1，例如0.001。
35、進一步地，s4中，具體步驟包括：測量隨機腐蝕構件在x、y方向的實際尺寸大小，同時獲取在有限元建模時對該構件在x、y方向劃分網格的具體大小信息，然后依據構件尺寸與網格尺寸之間的對應關系，以構件尺寸除以網格大小分別確定在x方向要確定腐蝕深度的節點個數mt以及在y方向的節點個數nt。
36、進一步地，s5中，所述腐蝕深度隨機場函數為如下式：
37、
38、ω1p＝p△ω1，△ω1＝2π/lx，mc＝ω1u/△ω1
39、ω2q＝q△ω2，△ω2＝2π/ly，nc＝ω2u/△ω2
40、式中，ξ(x，y)為相對平均腐蝕深度的偏離值，ω1u、ω2u為隨機場在x、y方向上的上限截止波數，θ1pq、θ2pq為均勻分布在[0，2π]之間的隨機相位角，lx，ly為構件在x、y方向上的平面尺寸，mc、nc為x、y方向上的諧和分量個數。
41、進一步地，s5中，通過以下公式計算每個點對應的真實腐蝕深度：
42、ξ(x，y)＝z(x，y)-t_e
43、式中，ξ(x，y)為相對平均腐蝕深度的偏離值，z(x，y)為真實的腐蝕深度，t_e為平均腐蝕深度。
44、進一步地，s6中，具體包括以下步驟：
45、獲取s5中計算得出的各節點腐蝕深度數據，接著識別未腐蝕構件有限元模型中各節點的位置信息，然后按照對應節點的腐蝕深度數值，將位于腐蝕表面的節點沿垂直于腐蝕表面且朝向構件內部的方向精準偏移相應深度，對于構件內部節點，依據其所在層數以及厚度方向劃分層數等信息，確定其偏移距離并沿相同方向偏移，通過這樣對所有節點的偏移操作，最終完成隨機腐蝕模型的建模。
46、本專利技術第二方面提供一種包含計算機可執行指令的存儲介質，所述本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，S1中，建立未腐蝕構件的有限元模型的過程包括：建立幾何模型、定義材料、賦予材料、劃分網格、設置分析步、設置荷載和邊界條件；
3.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，S2中，在有試驗數據時，根據構件腐蝕試驗的結果擬合出與腐蝕程度相關的參數a、b，其中a與功率譜密度峰值有關，b與諧和分量波數上限有關；
4.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，S2中，無對應試驗數據進行擬合時，根據以下公式計算a、b的值：
5.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，S3中，確定隨機場在x、y方向上的上限截止波數ω1u、ω2u，由以下準則確定的：
6.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，S4中，具體步驟包括：測量隨機腐蝕構件在x、y方向的實際尺寸大小，同時獲取在有限元建模時對該構件在x、y方向劃分
7.根據權利要求3所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，S5中，所述腐蝕深度隨機場函數為如下式：
8.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，S5中，通過以下公式計算每個點對應的真實腐蝕深度：
9.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，S6中，具體包括以下步驟：
10.一種包含計算機可執行指令的存儲介質，其特征在于，所述計算機可執行指令的存儲介質在由計算機處理器執行時，用于執行如權利要求1至9中任一項所述隨機腐蝕構件的有限元建模方法。
...【技術特征摘要】
1.一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，s1中，建立未腐蝕構件的有限元模型的過程包括：建立幾何模型、定義材料、賦予材料、劃分網格、設置分析步、設置荷載和邊界條件；
3.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，s2中，在有試驗數據時，根據構件腐蝕試驗的結果擬合出與腐蝕程度相關的參數a、b，其中a與功率譜密度峰值有關，b與諧和分量波數上限有關；
4.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，s2中，無對應試驗數據進行擬合時，根據以下公式計算a、b的值：
5.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的有限元建模方法，其特征在于，s3中，確定隨機場在x、y方向上的上限截止波數ω1u、ω2u，由以下準則確定的：
6.根據權利要求1所述的一種隨機腐蝕構件的...
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