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龙图腾网获悉东南大学申请的专利一种基于沉桩过程的数字孪生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：CN115146361B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11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：202210855542.1，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权一种基于沉桩过程的数字孪生建模方法是由倪中华;严岩;胡海斌;刘庭煜设计研发完成，并于2022-07-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于沉桩过程的数字孪生建模方法在说明书摘要公布了：本发明涉及先进制造与自动化技术领域，特别是涉及一种基于沉桩过程的数字孪生建模方法，该方法包含施工装备实体：用于在实际施工中产生动态参数；数据采集平台：用于实现相关参数的传感、采集、传输及处理；数字孪生模型：通过融合相关的几何物理模型进行仿真，结合输入的参数，实时预测打桩模型的后续状态，输出预测参数；智能调控系统：实时可视化显示当前打桩过程的核心参数数值并输出部分参数的预测值。本发明可以实现对沉桩过程的核心参数进行远程实时监测，同时预测后续的变化情况；在实际施工中可以根据数字孪生模型输出的预测结果优化施工过程，提高沉桩过程的安全性、效率以及保证沉桩过程中的各项技术指标符合国家标准。

本发明授权一种基于沉桩过程的数字孪生建模方法在权利要求书中公布了：1.一种基于沉桩过程的数字孪生建模方法，其特征在于，包括以下具体步骤： S1、构建数据采集平台对沉桩过程中的数据进行采集、传输和处理； S2、对沉桩过程进行结构分析、功能分析和运动特性分析，构建沉桩过程数字孪生模型； S21、通过功能分析，确定沉桩过程中各部件的功能； S22、通过运动分析，确定沉桩过程中的运行参数； S23、通过结构分析，确定沉桩过程中数字孪生建模的主要部件、相对位置特征、划分独立的子系统，最终确定几何、物理模型； 基于S21、S23的功能分析、结构分析，确定沉桩过程中各部件的简化三维模型； 其中，沉桩过程中输入能量的液压锤简化为圆柱状锤芯，其打击能量与频次作为系统中的输入参数； 替打件、替打环为锤芯与桩之间的缓冲件，其位移与接触力为系统中的观测变量； 桩为沉桩系统中的核心部件，其位移、竖直接触力、侧向力以及垂直度误差为系统中的观测变量； S3、基于沉桩过程数字孪生模型，将几何、物理模型和动力学机理模型融合，以替打件、替打环、桩的位移、接触力以及桩体的垂直度误差的特性表征参数作为观测变量，实现沉桩过程数字孪生建模，具体包括位移特性、接触力特性、锤击效率特性以及垂直度变化特性； S4、构建沉桩过程数字孪生预测模型，以孪生数据驱动沉桩过程的施工过程优化； 将简化三维模型，导入ABAQUS中，结合步骤S2中确定的几何、物理模型，在ABAQUS中对三维模型进行有限元分析； 有限元分析过程包含如下步骤： 对沉桩过程中各部件基本的材料属性设置、各部件装配关系设置、部件网格划分、沉桩过程边界条件的确定以及对最终输出参数的选择； 其中，实际沉桩过程中液压锤的打击能量与频次作为有限元模型中的输入参数，驱动模型运行，有限元模型实时输出相应参数； 输出沉桩过程中最后传递到桩顶部的能量并与输入的打击能量进行对比；构建沉桩过程数字孪生锤击效率特性； 输出桩的侧向位移，构建沉桩过程数字孪生桩身垂直度误差特性。

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