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龙图腾网获悉郑州大学申请的专利基于三维6节点矩形单元的结构变形分解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：CN114186453B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12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：202111397514.1，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权基于三维6节点矩形单元的结构变形分解方法是由孙攀旭;赵瑞青;杨强;严亚丹;王东炜设计研发完成，并于2021-11-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于三维6节点矩形单元的结构变形分解方法在说明书摘要公布了：本发明属于力学分析领域，公开了一种基于三维6节点矩形单元的结构变形分解方法，包括以下步骤：构造出6节点矩形单元的基本位移和基本变形基向量，得到三维6节点矩形单元的正交力学基矩阵；建立空间结构模型，得到6节点矩形单元各个节点的位移向量；将6节点矩形单元的位移向量投影到三维6节点矩形单元的正交力学基矩阵上，得到每个矩形单元的基本变形和基本位移的投影系数向量；根据投影系数向量中投影系数的大小，得出矩形单元发生的主要基本变形和次要基本变形，即可实现对结构模型的变形分解和变形识别。本发明可以精确识别厚度较宽度和长度来说很小的单相受力薄板类构件的面内变形情况，还能精确识别出面外弯曲变形等面外变形。

本发明授权基于三维6节点矩形单元的结构变形分解方法在权利要求书中公布了：1.一种基于三维6节点矩形单元的结构变形分解方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：在三维直角坐标系中，依据受力平衡条件和正交分解理论，构造出6节点矩形单元的基本位移和基本变形基向量，从而得到三维6节点矩形单元的正交力学基矩阵P；所述的6节点矩形单元的基本位移和基本变形包括：X轴向的刚体平动位移、Y轴向的刚体平动位移、Z轴向的刚体平动位移、绕X轴向刚体转动位移、绕Y轴向刚体转动位移、绕Z轴向刚体转动位移、XOY面X轴向拉压变形、XOY面Y轴向拉压变形、XOY面X轴向面内弯曲变形、XOY面Y轴向面内弯曲变形、XOY面剪切变形、XOY面翘曲变形、XOY面面外弯曲变形、XOY面胀缩变形、XOY面冲切变形、XOY面反向翘曲变形、XOY面反对称弯曲变形以及XOY面反对称拉伸-压缩变形； 所述步骤1具体包括以下步骤： 步骤1.1：在空间直角坐标系下，依据受力平衡条件、力矩平衡条件以及正交理论，针对6节点矩形单元构造出单元的18种基本位移和基本变形基向量~，具体如下： 表示X轴向刚体平动位移基向量： ， 表示Y轴向刚体平动位移基向量： ， 表示Z轴向刚体平动位移基向量： ， 表示绕X轴向刚体转动位移基向量： ， 表示绕Y轴向刚体转动位移基向量： ， 表示绕Z轴向刚体转动位移基向量： ， 表示XOY面X轴向拉压变形基向量： ， 表示XOY面Y轴向拉压变形基向量： ， 表示XOY面X轴向面内弯曲变形基向量： ， 表示XOY面Y轴向面内弯曲变形基向量： ， 表示XOY面剪切变形基向量： ， 表示XOY面翘曲变形基向量： ， 表示XOY面面外弯曲变形基向量： ， 表示XOY面胀缩变形基向量： ， 表示XOY面冲切变形基向量： ， 表示XOY面反向翘曲变形基向量： ， 表示XOY面反对称弯曲变形基向量： ， 表示XOY面反对称拉伸-压缩变形基向量： ， 其中，为矩形单元在Y轴向的长度，为矩形单元在X轴向的长度； ；； 步骤1.2：将步骤1.1所示的6个基本位移基向量与12个基本变形基向量组合构造出6节点矩形单元的完备正交力学基矩阵： ； 步骤2：在空间直角坐标系下，建立受力薄板类构件空间结构模型，并采用四边形壳单元对空间结构模型进行划分，选择四边形壳单元的4个角点和两条对边上的中点组成三维6节点矩形单元，得到6节点矩形单元各个节点的位移向量； 步骤3：将6节点矩形单元各个节点的位移向量投影到三维6节点矩形单元的正交力学基矩阵P上，得到每个矩形单元的基本变形和基本位移的投影系数向量； 步骤4：根据投影系数向量中投影系数的大小，得出每个矩形单元发生的主要基本变形和次要基本变形，即可实现对空间结构模型的变形分解和变形识别。

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