(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111369438.3 (22)申请日 2021.11.18 (71)申请人 国网河北省电力有限公司保定供电 分公司 地址 071000 河北省保定市阳光北 大街138 号 申请人 国网河北省电力有限公司 　 华北电力大 学 （保定） 　 国家电网有限公司 (72)发明人 徐亚兵　吴国强　柴小亮　赵振华　 田江波　杨洋　陈欣阳　江文强　 (74)专利代理 机构 北京睿博行远知识产权代理 有限公司 1 1297 代理人 董自亮(51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力 评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于虚拟材料的锈蚀角 钢构件承载力评估方法， 属于电力工程领域。 该 方法依据 锈蚀角钢构件的材料性能参数,建立锈 蚀角钢构 件的基体—虚拟材料模 型， 其中基体为 原金属， 虚拟材料为锈蚀部分的虚拟材料层； 对 锈蚀角钢构 件的基体—虚拟材料模 型屈曲分析， 得到锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型的载 荷位移曲线， 根据载荷位移曲线评估 所述锈蚀角 钢构件承载力。 本方法不仅能对锈蚀角钢构件的 承载力进行有效的仿真分析， 而且准确度较高， 适用范围广， 仅需简单取样试验就能快速对大批 量构件进行承载力的仿真 分析。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 114282401 A 2022.04.05 CN 114282401 A 1.一种基于虚拟材 料的锈蚀角钢构件 承载力评估方法， 其特 征在于包括如下步骤： 依据锈蚀角钢构件的材料性能参数,建立锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型， 其中， 所述基体为原金属， 所述虚拟材 料为锈蚀部分的虚拟材 料层； 对锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型进行屈曲分析， 得到所述锈蚀角钢构件的基 体—虚拟材 料模型的载荷位移曲线， 根据载荷位移曲线评估所述锈蚀角钢构件 承载力。 2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法， 其特征 在于所述锈蚀角钢构件的材料性能参数通过如下方法获得： 对锈蚀角钢构件进行材性试验 得到锈蚀角钢构件名义应力应变曲线， 依据所述名义应力应变曲线， 确定锈蚀角钢构件的 材料性能参数。 3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法， 其特征 在于所述对锈蚀角钢构件进行材性试验得到锈蚀角钢构件名义应力应变曲线包括： 对锈蚀 角钢构件切割为标准拉伸试样， 对标准拉伸试样进行常温金属拉伸试验， 得到其名义应力 应变曲线。 4.根据权利要求2所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法， 其特征 在于， 所述锈蚀角钢构件的材 料性能参数包括杨氏模量、 泊松比和/或屈服强度。 5.根据权利要求2所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法， 其特征 在于， 在建立锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型之前还包括： 在锈蚀角钢构件的材料性 能参数的基础上， 建立用于有限元分析 的二维基体—虚拟材料模型， 设定所述二维基体— 虚拟材料模型中的虚拟材料层的厚度， 并对所述二维基体—虚拟材料模型进行拉伸分析， 得到所述二 维基体—虚拟材料模型的名义应力应变曲线， 通过对比所述二维基体—虚拟材 料模型的名义应力应变曲线与所述锈蚀角钢构件名义应力应变曲线， 确定虚拟材料层的厚 度。 6.根据权利要求5所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法， 其特征 在于， 所述基 体‑虚拟材料模型中基 体与虚拟材 料层厚度的比值 为9:1。 7.根据权利要求1所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法， 其特征 在于所述建立锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型包括： 以金属层为基体， 在所述基体表 面添加所述虚拟材料层建立角钢模型， 设定虚拟材料层的厚度， 以及虚拟材料层杨氏模量、 泊松比、 屈服强度， 建立锈蚀角钢构件的基 体—虚拟材 料模型。 8.根据权利要求1所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法， 其特征 在于所述屈曲分析包括： 对锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型进行特征值屈曲分析后， 将所得一阶模态1%的 变形量作为初始缺陷， 施加到锈蚀角钢构件的基 体—虚拟材 料模型上； 使用弧长法对所述基体—虚拟材料模型进行非线性屈曲分析， 得到锈蚀角钢构件的载 荷位移曲线， 依据所述载荷位移曲线评估所述锈蚀角钢构件的承载力。 9.根据权利要求8所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力评估方法， 其特征 在于所述特征值屈曲分析包括： 以基体—虚拟材料模型 的端面的形心点为第二耦合点， 对 第二耦合点施加位移载荷约束， 对锈蚀角钢构件的基体—虚拟材料模型进 行特征值屈曲分 析。 10.根据权利要求8所述的一种基于虚拟材料的锈蚀角钢构件承载力 评估方法， 其特征权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114282401 A 2在于， 所述屈曲分析还包括： 计算所述载荷位移曲线线性段的曲线斜率获得所述锈蚀角钢 构件的刚度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114282401 A 3