本技術涉及(ji)工程結構試(shi)驗(yan)領域(yu)，具體涉及(ji)一種橋梁模型解算(suan)方法(fa)、系(xi)統(tong)、設備及(ji)計算(suan)機可(ke)讀存儲介質。

背景技術：

1、地(di)(di)震(zhen)會(hui)給(gei)人類帶(dai)來(lai)巨大的(de)災難(nan)，而橋(qiao)(qiao)(qiao)梁作為地(di)(di)震(zhen)區(qu)的(de)交通生命線，如果(guo)在(zai)地(di)(di)震(zhen)中遭到破壞(huai)會(hui)給(gei)救災工作帶(dai)來(lai)巨大困(kun)難(nan)，并(bing)加(jia)重(zhong)次生災害(hai)，造成(cheng)巨大的(de)經濟損(sun)失，因此橋(qiao)(qiao)(qiao)梁在(zai)地(di)(di)震(zhen)下的(de)安(an)全(quan)問題逐漸引起社會(hui)的(de)重(zhong)視。橋(qiao)(qiao)(qiao)梁抗震(zhen)分(fen)析是提高橋(qiao)(qiao)(qiao)梁安(an)全(quan)性(xing)的(de)前(qian)提，但地(di)(di)震(zhen)具(ju)有(you)非常強(qiang)的(de)不確定性(xing)，這給(gei)橋(qiao)(qiao)(qiao)梁抗震(zhen)分(fen)析帶(dai)來(lai)了很(hen)大困(kun)難(nan)。

2、在(zai)現有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)橋梁(liang)抗(kang)震分析中，橋梁(liang)模(mo)型通過可視化的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)限(xian)元模(mo)型完成建(jian)模(mo)或通過編(bian)程語言在(zai)實時平臺上完成建(jian)模(mo)，但由于大型斜拉橋通常存在(zai)一(yi)定程度(du)的(de)(de)(de)(de)非線(xian)(xian)性(xing)(xing)結構，如何在(zai)解算(suan)模(mo)型的(de)(de)(de)(de)時候考慮其非線(xian)(xian)性(xing)(xing)是(shi)一(yi)個(ge)無法避免的(de)(de)(de)(de)問題，傳統求解橋梁(liang)模(mo)型的(de)(de)(de)(de)方法是(shi)快(kuai)速(su)非線(xian)(xian)性(xing)(xing)法，但快(kuai)速(su)非線(xian)(xian)性(xing)(xing)法在(zai)荷載項和積分步長(chang)上有(you)(you)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)限(xian)制且(qie)需要多(duo)次進行迭代(dai)，計(ji)算(suan)效率低，因此如何提高(gao)橋梁(liang)模(mo)型解算(suan)的(de)(de)(de)(de)效率是(shi)當前亟需解決的(de)(de)(de)(de)問題。

技術實現思路

1、本技術(shu)提(ti)供一種橋梁模(mo)(mo)型解算方法、系統(tong)、設(she)備及(ji)計算機可讀存儲介質，可以解決(jue)現有技術(shu)中存在的橋梁模(mo)(mo)型解算效率低的技術(shu)問題。

2、第一方(fang)面(mian)，本技術實(shi)施例提供一種橋(qiao)梁模(mo)型(xing)解算方(fang)法，所述橋(qiao)梁模(mo)型(xing)解算方(fang)法包括：

3、基(ji)于目(mu)(mu)標橋梁阻尼(ni)(ni)器的(de)(de)(de)(de)目(mu)(mu)標參(can)數和(he)預(yu)設的(de)(de)(de)(de)彈簧位移下界確(que)定出第一(yi)函數值，所(suo)述目(mu)(mu)標參(can)數包括目(mu)(mu)標總位移、上一(yi)時刻的(de)(de)(de)(de)阻尼(ni)(ni)段(duan)位移、預(yu)設的(de)(de)(de)(de)目(mu)(mu)標步長、預(yu)設的(de)(de)(de)(de)阻尼(ni)(ni)系(xi)數、預(yu)設的(de)(de)(de)(de)參(can)考速度(du)(du)以(yi)及預(yu)設的(de)(de)(de)(de)彈簧剛度(du)(du)；

4、基于所述目標參數和預設的彈簧位移上界確(que)定出(chu)第二函數值(zhi)；

5、基于二(er)分法、所(suo)述(shu)(shu)(shu)目標參數、所(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)一函(han)數值和所(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)(di)二(er)函(han)數值確定出彈(dan)簧位(wei)移，并基于所(suo)述(shu)(shu)(shu)彈(dan)簧位(wei)移和所(suo)述(shu)(shu)(shu)彈(dan)簧剛度確定出非線性阻尼(ni)力；

6、基(ji)于預(yu)設(she)(she)(she)的質量矩陣(zhen)(zhen)、預(yu)設(she)(she)(she)的比例阻尼(ni)矩陣(zhen)(zhen)、預(yu)設(she)(she)(she)的剛度矩陣(zhen)(zhen)、目標橋梁阻尼(ni)器的預(yu)設(she)(she)(she)節點參數和所述(shu)非線性阻尼(ni)力構建平衡方程，所述(shu)預(yu)設(she)(she)(she)節點參數包括節點加速度、節點速度、節點位移(yi)；

7、對所述平(ping)衡方程進行(xing)振型分解(jie)(jie)得到目標橋梁阻(zu)尼(ni)器的各階(jie)模(mo)態(tai)方程，基于顯(xian)式(shi)積分法對各階(jie)模(mo)態(tai)方程進行(xing)求解(jie)(jie)，得到目標橋梁阻(zu)尼(ni)器的各階(jie)模(mo)態(tai)位移。

8、結合第(di)一方(fang)面，在一種實(shi)施方(fang)式中，所述(shu)基于目標橋(qiao)梁阻尼器的(de)目標參數(shu)和預設的(de)彈(dan)簧位移(yi)下界確(que)定(ding)出第(di)一函數(shu)值，包(bao)括：

9、基(ji)于所述(shu)(shu)目標(biao)總位移、所述(shu)(shu)上一時刻的(de)阻尼段位移、所述(shu)(shu)目標(biao)步長(chang)以及所述(shu)(shu)彈簧位移下界確定出阻尼段速(su)度下界；

10、基于所(suo)述(shu)阻尼段(duan)速度下(xia)界、所(suo)述(shu)彈(dan)(dan)簧位移下(xia)界、所(suo)述(shu)阻尼系(xi)數、所(suo)述(shu)參考速度以及所(suo)述(shu)彈(dan)(dan)簧剛度確定(ding)出第一函(han)數值。

11、結合第(di)一方(fang)面，在一種實施方(fang)式中，所述(shu)基于所述(shu)目標參數和預(yu)設的彈簧位移上界(jie)確(que)定出第(di)二函數值，包括(kuo)：

12、基于所述目(mu)標(biao)(biao)總位移(yi)、所述上一時刻的(de)阻(zu)(zu)尼段位移(yi)、所述目(mu)標(biao)(biao)步長以及所述彈(dan)簧位移(yi)上界確定出阻(zu)(zu)尼段速度上界；

13、基于所(suo)述(shu)阻(zu)(zu)尼(ni)段(duan)速(su)度上(shang)界、所(suo)述(shu)彈(dan)簧位移(yi)上(shang)界、所(suo)述(shu)阻(zu)(zu)尼(ni)系數、所(suo)述(shu)參考(kao)速(su)度以(yi)及所(suo)述(shu)彈(dan)簧剛度確定出(chu)第(di)二函數值。

14、結合第一(yi)方(fang)面，在(zai)一(yi)種實施方(fang)式中，在(zai)所(suo)述基(ji)于二分(fen)法、所(suo)述目標參數、所(suo)述第一(yi)函數值和所(suo)述第二函數值確定出彈簧(huang)位移的步驟(zou)之前，還包括：

15、判斷所述第一函(han)數(shu)值和所述第二(er)函(han)數(shu)值是(shi)否異號；

16、若(ruo)是，則執行所(suo)述基(ji)于二(er)分法、所(suo)述目(mu)標參數(shu)、所(suo)述第一函數(shu)值和(he)所(suo)述第二(er)函數(shu)值確定(ding)出彈簧位移的步驟；

17、若否，則更新所(suo)述(shu)彈(dan)簧(huang)位(wei)移(yi)上界和(he)(he)所(suo)述(shu)彈(dan)簧(huang)位(wei)移(yi)下界，以使第一函(han)(han)數(shu)(shu)值和(he)(he)第二函(han)(han)數(shu)(shu)值異號，并執(zhi)行所(suo)述(shu)基于二分(fen)法、所(suo)述(shu)目(mu)標參(can)數(shu)(shu)、所(suo)述(shu)第一函(han)(han)數(shu)(shu)值和(he)(he)所(suo)述(shu)第二函(han)(han)數(shu)(shu)值確定出彈(dan)簧(huang)位(wei)移(yi)的步驟。

18、結合(he)第一方面，在(zai)一種(zhong)實施方式中，所述基于二分法、所述目標(biao)參數(shu)、所述第一函數(shu)值和(he)所述第二函數(shu)值確(que)定出彈簧位移，包括(kuo)：

19、基于二分(fen)法(fa)、所述彈(dan)簧(huang)位移(yi)上界和所述彈(dan)簧(huang)位移(yi)下(xia)界確定(ding)出彈(dan)簧(huang)位移(yi)中點；

20、基于所述彈簧位移(yi)中(zhong)點(dian)、所述目(mu)標(biao)總位移(yi)、所述目(mu)標(biao)步(bu)長、所述上(shang)一(yi)時刻的阻尼(ni)段(duan)位移(yi)確定出阻尼(ni)段(duan)速度中(zhong)點(dian)；

21、基于所(suo)述(shu)阻(zu)(zu)尼(ni)段速度(du)中點、所(suo)述(shu)彈簧(huang)位移中點、所(suo)述(shu)阻(zu)(zu)尼(ni)系數(shu)、所(suo)述(shu)參考(kao)速度(du)以及所(suo)述(shu)彈簧(huang)剛(gang)度(du)確定出第三函數(shu)值；

22、基于所(suo)述第一函(han)數值、所(suo)述第二函(han)數值、所(suo)述第三函(han)數值以及(ji)所(suo)述彈簧(huang)位(wei)移中(zhong)點(dian)確定出彈簧(huang)位(wei)移。

23、結合(he)第一方(fang)面，在一種實(shi)施方(fang)式中(zhong)，所述(shu)(shu)基于所述(shu)(shu)第一函數值、所述(shu)(shu)第二函數值、所述(shu)(shu)第三函數值以及(ji)所述(shu)(shu)彈簧(huang)位移(yi)中(zhong)點確定出彈簧(huang)位移(yi)，包括(kuo)：

24、若所述第一函(han)(han)數值與所述第三函(han)(han)數值異號，則基于所述阻(zu)尼(ni)段速度(du)上界(jie)、所述彈簧位移中點、所述阻(zu)尼(ni)系(xi)數、所述參考(kao)速度(du)以及所述彈簧剛度(du)確定出第四函(han)(han)數值；

25、當(dang)所(suo)述第四(si)函數值與所(suo)述第一函數值間差值的絕對值小于預設的差值閾值時(shi)，將所(suo)述彈簧位移中(zhong)點作為彈簧位移；

26、若(ruo)所述(shu)(shu)第二函(han)數(shu)值(zhi)與所述(shu)(shu)第三函(han)數(shu)值(zhi)異號，則(ze)基于所述(shu)(shu)阻尼段(duan)速(su)度(du)(du)下界、所述(shu)(shu)彈簧位移中點(dian)、所述(shu)(shu)阻尼系數(shu)、所述(shu)(shu)參考速(su)度(du)(du)以及所述(shu)(shu)彈簧剛度(du)(du)確定出第五函(han)數(shu)值(zhi)；

27、當所述第五(wu)函數(shu)值(zhi)(zhi)與所述第二函數(shu)值(zhi)(zhi)間差值(zhi)(zhi)的(de)絕對值(zhi)(zhi)小(xiao)于預設的(de)差值(zhi)(zhi)閾值(zhi)(zhi)時，將所述彈簧位移(yi)中(zhong)點(dian)作為彈簧位移(yi)。

28、第二方面(mian)，本技術實施例(li)提供了一(yi)種橋梁(liang)(liang)模(mo)型解算(suan)(suan)系統(tong)(tong)，所述橋梁(liang)(liang)模(mo)型解算(suan)(suan)系統(tong)(tong)包括：

29、第一(yi)處理模(mo)塊，其用(yong)于基于目(mu)標(biao)橋梁阻(zu)尼器的(de)(de)目(mu)標(biao)參數和預(yu)設的(de)(de)彈簧位(wei)(wei)移下(xia)界(jie)確定出第一(yi)函(han)數值，所述(shu)目(mu)標(biao)參數包括目(mu)標(biao)總位(wei)(wei)移、上一(yi)時刻的(de)(de)阻(zu)尼段(duan)位(wei)(wei)移、預(yu)設的(de)(de)目(mu)標(biao)步長、預(yu)設的(de)(de)阻(zu)尼系數、預(yu)設的(de)(de)參考速(su)度以及預(yu)設的(de)(de)彈簧剛度；

30、第二(er)處(chu)理模塊，其(qi)用(yong)于(yu)(yu)基于(yu)(yu)所(suo)述目標參數(shu)和預(yu)設的(de)彈簧位移上界確定出(chu)第二(er)函數(shu)值(zhi)；

31、第(di)(di)三(san)處理模塊，其用于基于二分法、所述目標參數(shu)(shu)、所述第(di)(di)一函(han)數(shu)(shu)值(zhi)和所述第(di)(di)二函(han)數(shu)(shu)值(zhi)確定出彈簧位移(yi)，并基于所述彈簧位移(yi)和所述彈簧剛度(du)確定出非(fei)線(xian)性阻尼力；

32、第四處(chu)理模塊，其(qi)用于基于預(yu)設的質量矩(ju)陣(zhen)(zhen)、預(yu)設的比例阻(zu)尼矩(ju)陣(zhen)(zhen)、預(yu)設的剛度矩(ju)陣(zhen)(zhen)、目(mu)標橋梁阻(zu)尼器的預(yu)設節(jie)(jie)點參數(shu)和所述(shu)非(fei)線(xian)性阻(zu)尼力構(gou)建(jian)平衡方(fang)程，所述(shu)預(yu)設節(jie)(jie)點參數(shu)包括節(jie)(jie)點加(jia)速(su)度、節(jie)(jie)點速(su)度、節(jie)(jie)點位移；

33、第五處(chu)理模(mo)塊，其(qi)用于對(dui)所述平衡方(fang)程(cheng)進行振型(xing)分解得(de)到目(mu)標(biao)橋(qiao)梁阻(zu)尼(ni)器(qi)的各階模(mo)態(tai)方(fang)程(cheng)，基于顯式積分法對(dui)各階模(mo)態(tai)方(fang)程(cheng)進行求(qiu)解得(de)到目(mu)標(biao)橋(qiao)梁阻(zu)尼(ni)器(qi)的各階模(mo)態(tai)位移(yi)。

34、結(jie)合第(di)二方面，在一(yi)種實(shi)施方式中，所述(shu)第(di)一(yi)處理模塊具(ju)體用于：

35、基于所述目標總位移(yi)、所述上一(yi)時刻(ke)的阻尼段位移(yi)、所述目標步長以及所述彈簧位移(yi)下(xia)界確定出阻尼段速度(du)下(xia)界；

36、基(ji)于所(suo)(suo)述阻尼(ni)段速度(du)下界(jie)、所(suo)(suo)述彈簧位移下界(jie)、所(suo)(suo)述阻尼(ni)系數、所(suo)(suo)述參考速度(du)以(yi)及(ji)所(suo)(suo)述彈簧剛度(du)確定出(chu)第(di)一(yi)函數值。

37、第三方(fang)面，本(ben)技(ji)術(shu)實施例提供(gong)了一種(zhong)橋(qiao)梁(liang)(liang)模型(xing)解(jie)算(suan)設備(bei)，所(suo)(suo)述(shu)橋(qiao)梁(liang)(liang)模型(xing)解(jie)算(suan)設備(bei)包括處(chu)理(li)器、存儲器、以及存儲在所(suo)(suo)述(shu)存儲器上并可被(bei)所(suo)(suo)述(shu)處(chu)理(li)器執行的(de)橋(qiao)梁(liang)(liang)模型(xing)解(jie)算(suan)程序，其中所(suo)(suo)述(shu)橋(qiao)梁(liang)(liang)模型(xing)解(jie)算(suan)程序被(bei)所(suo)(suo)述(shu)處(chu)理(li)器執行時，實現(xian)如前(qian)述(shu)任一項所(suo)(suo)述(shu)的(de)橋(qiao)梁(liang)(liang)模型(xing)解(jie)算(suan)方(fang)法(fa)的(de)步(bu)驟。

38、第四(si)方面，本技術(shu)實施(shi)例提供(gong)了一種計算(suan)機可讀存(cun)儲(chu)介質，所述(shu)計算(suan)機可讀存(cun)儲(chu)介質上(shang)存(cun)儲(chu)有橋梁(liang)模(mo)型(xing)解(jie)算(suan)程(cheng)序，其中所述(shu)橋梁(liang)模(mo)型(xing)解(jie)算(suan)程(cheng)序被處理器執行時，實現如(ru)前述(shu)任一項(xiang)所述(shu)的橋梁(liang)模(mo)型(xing)解(jie)算(suan)方法的步驟。

39、本(ben)技術實(shi)施例提供的(de)技術方案帶來的(de)有(you)益(yi)效果包括：

40、通過目標參數、預(yu)設(she)(she)的(de)彈簧(huang)位(wei)移(yi)下界以及(ji)預(yu)設(she)(she)的(de)彈簧(huang)位(wei)移(yi)上界分別確定(ding)出第(di)一(yi)(yi)函數值(zhi)和第(di)二函數值(zhi)，再根(gen)(gen)據二分法、第(di)一(yi)(yi)函數值(zhi)和第(di)二函數值(zhi)確定(ding)出彈簧(huang)位(wei)移(yi)，通過二分法進行計算減少了(le)迭(die)代次數；根(gen)(gen)據彈簧(huang)位(wei)移(yi)和彈簧(huang)剛度確定(ding)出非線性阻(zu)尼力(li)，基于預(yu)設(she)(she)的(de)質量(liang)矩(ju)陣、預(yu)設(she)(she)的(de)比(bi)例阻(zu)尼矩(ju)陣、預(yu)設(she)(she)的(de)剛度矩(ju)陣、預(yu)設(she)(she)節點參數和非線性阻(zu)尼力(li)構建平衡(heng)方(fang)程，再根(gen)(gen)據顯式積分法來(lai)求(qiu)解平衡(heng)方(fang)程，在一(yi)(yi)定(ding)程度上突破(po)了(le)傳統方(fang)法對荷載項和步長的(de)限制(zhi)，進而提(ti)高了(le)橋梁模(mo)型的(de)解算效率。