中冶建筑研究总院有限公司尚仁杰获国家专利权
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龙图腾网获悉中冶建筑研究总院有限公司申请的专利通过分段线性递推迭代法进行空间悬索找形找力的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:CN116244792B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-30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:202211716183.8,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权通过分段线性递推迭代法进行空间悬索找形找力的方法是由尚仁杰;梁云东;张海燕;毛振龙设计研发完成,并于2022-12-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本通过分段线性递推迭代法进行空间悬索找形找力的方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种通过分段线性递推迭代法进行空间悬索找形找力的方法,涉及悬索结构技术领域,本发明的分段线性递推迭代法将索分为n段,根据力的平衡和几何关系,得到左端到右端内力和坐标的递推关系,得到左端拉力在x、y、z方向的分量对右端坐标变化的影响系数,经过3‑6次迭代就可以收敛到稳定值,达到平衡状态,本发明实现给定原始长度和两端位置、索上施加三向荷载、考虑弹性伸长和温度影响的空间悬索找形和找力;不需要复杂的非线性计算软件,只需要Excel就可以迅速实现,计算操作简单,误差小,适用、方便。
本发明授权通过分段线性递推迭代法进行空间悬索找形找力的方法在权利要求书中公布了:1.一种通过分段线性递推迭代法进行空间悬索找形找力的方法,其特征在于,具体包括以下步骤: S1、将悬索沿长度等分为n段,各索段内自重平均到所在索段两端节点上,得到节点i在x、y、z轴方向的外力Fix、Fiy和Fiz; S2、根据悬索左端点A处第一段索拉力T1在x、y、z轴方向的分力T1x、T1y和T1z,从左到右递推得到各索段在x、y、z轴方向的分力Tix、Tiy和Tiz,并递推得到考虑索弹性伸长和温度影响后的悬索右端点B计算坐标XBC,YBC,ZBC,以及计算位置距离目标位置的差值△X,△Y,△Z; 根据节点i的平衡,得到分量形式的3个平衡方程: 考虑拉力和温度Δt下的伸长后,第i段索无应力长度为Li,在x、y、z方向的坐标增量为: 其中:α为温度膨胀系数 索的左端点A坐标为XA,YA,ZA,可得到悬索各个节点的计算坐标和右端点B的计算坐标BXBC,YBC,ZBC: B点的目标坐标BXBT,YBT,ZBT是设计确定的,计算坐标到目标坐标的差值: S3、对悬索左端点A拉力的x轴方向分力T1x做微小改变得到T1x对B计算坐标XBC,YBC,ZBC的影响系数;对悬索左端点A拉力的y轴方向分力T1y做微小改变得到T1y对B计算坐标XBC,YBC,ZBC的影响系数;对悬索左端点A拉力的z轴方向分力T1z做微小改变得到T1z对B计算坐标XBC,YBC,ZBC的影响系数; 先估计并给出左端第一段索拉力的初始值,标记为T0x、T0y、T0z,初值估计方法: T0x=max|T0y|,|T0z|15 步骤a:取T1x=T0x、T1y=T0y、T1z=T0z,通过123式递推得到n段索的拉力,通过789式得到B点计算坐标BXBC,YBC,ZBC,分别记为XB0=XBC、YB0=YBC和ZB0=ZBC; 通过101112式计算ΔX,ΔY和ΔZ,当ΔX、ΔY和ΔZ满足精度要求时,索力和各节点坐标就是找形的目标值,否则进行下列计算; 步骤b:给T1x微小的增量δTx,取T1x=T0x+δTx,T1y=T0y、T1z=T0z,通过123式递推得到n段索的拉力,通过789式得到B点计算坐标BXBC,YBC,ZBC,分别记为XBx=XBC、YBx=YBC、ZBx=ZBC,得到T1x对B点坐标的影响系数: 步骤c:给T1y微小的增量δT1y,取T1y=T0y+δT1y;T1x=T0x、T1z=T0z;通过123式递推得到n段索的拉力,通过789式得到B点计算坐标BXBC,YBC,ZBC,分别记为XBy=XBC、YBy=YBC、ZBy=ZBC,得到T1y对B点坐标的影响系数: 步骤d:给T1z微小的增量δT1z,取T1z=T0z+δT1z;T1x=T0x、T1y=T0y;通过123式递推得到n段索的拉力,通过789式得到B点计算坐标BXBC,YBC,ZBC,分别记为XBz=XBC、YBz=YBC、ZBz=ZBC,得到T1z对B点坐标的影响系数: S4、根据影响系数和计算位置距离目标位置的差值△X,△Y,△Z,得到三元一次方程组,求解得到悬索左端点A索拉力T1在x、y、z轴方向的分力T1x、T1y和T1z的新一轮修正值; 根据步骤b、c、d得到的T1x、T1y、T1z对B点坐标的影响系数和B点计算坐标与目标坐标的差值ΔX,ΔY和ΔZ,得到三元一次方程组: 求解得到T1x、T1y、T1z的迭代修正量: 以T0x+ΔT1x为新的T0x,T0y+ΔT1y为新的T0y,T0z+ΔT1z为新的T0z,从步骤a开始新一轮迭代计算; S5、经过3~6次迭代,悬索收敛到稳定位置和内力。
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