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申请/专利权人：中国地质大学(武汉)

摘要：本发明提供了一种考虑土体空间变异性的管道撞击损伤分析方法、设备，首先，根据海床土体尺寸和海床土体强度参数统计特征，将土体离散成一系列欧拉实体单元；通过Python脚本读取每个欧拉实体单元的形心坐标；然后生成三维土体强度平稳随机场，根据初始温度场进行叠加，进而得到三维土体强度非平稳随机场，通过子程序技术与大变形有限元数值模型进行耦合分析，得到N组管道凹痕变形值，然后进行分布拟合，得到管道损伤分析结果。本发明的有益效果是：针对大变形有限元数值模型中欧拉单元在空间保持固定不变的特点，通过设置温度场及子程序技术有效捕捉土体在计算过程中的位置，实现土体强度随空间变化的特征，分析得到的管道损伤结果与实际情况更接近。

主权项：1.一种考虑土体空间变异性的管道撞击损伤分析方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：获取海床土体的尺寸和海床土体强度参数的统计特征；S2：基于Abaqus平台，根据海床土体尺寸建立相应欧拉实体，并进行网格划分，得到一系列欧拉实体单元；S3：通过Python脚本读取每个欧拉实体单元的形心坐标；S4：基于海床土体强度参数统计特征，生成三维土体强度平稳随机场；S5：将所述形心坐标代入至所述三维土体强度平稳随机场中，得到对应于三维土体强度平稳随机场；S6：根据海床土体强度随深度增加的梯度，得到初始温度场；S7：定义土体、管道、坠物的材料属性；在Abaqus平台中根据管道、坠物的尺寸建立相应的管道实体、坠物实体，并为管道实体、坠物实体划分网格；定义土体材料的本构模型为摩尔-库伦模型，管道的本构模型为各向同性硬化模型；定义分析步为显示动力学分析步；定义土体、坠物、管道彼此之间的接触条件为通用接触；定义坠物的初始速度；定义海床土体的边界条件为底面固定，四周侧向约束，定义管道两端的边界条件为固定约束，以上述信息作为输入量，建立相应的大变形有限元数值模型；S8：根据所述三维土体强度平稳随机场和初始温度场进行叠加，得到三维土体强度非平稳随机场；S9：以同样的方法得到N组三维土体强度平稳随机场以及N组三维土体强度非平稳随机场；S10：通过子程序VUSDFLD将N组三维土体强度非平稳随机场与大变形有限元数值模型进行耦合并分析，输出得到N组管道凹痕变形值；S11：对所述N组管道凹痕变形值进行分布拟合，得到海底管道受坠物撞击损伤的分析结果。

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