(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210920095.3 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 中冶检测认证有限公司 地址 100088 北京市海淀区西土城路3 3号 申请人 中冶建筑研究总院 （深圳） 有限公司 　 中冶建筑研究总院有限公司 (72)发明人 范兴朗　向华伟　韩子叶　荣华　 李吉娃　王永焕　 (74)专利代理 机构 北京圣达博通知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11675 专利代理师 马皓 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种穹顶预应力钢束快速生成的方法 (57)摘要 本发明公开一种穹顶预应力钢束快速生成 的方法， 包括以下步骤： 根据钢束平面和立面投 影图， 确定几何参数； 基于最小二乘思想建立目 标函数求解平面投影三段曲线同时相切时的圆 心坐标， 根据圆心坐标与曲线间交点坐标的几何 关系方程求解三段曲线的交点坐标及曲线方程， 并按一定间隔增量计算各点在平面投影面的坐 标； 建立空间方程组， 将平面投影坐标点集代入 空间方程组中， 确定投影坐标点集所对应的竖向 坐标， 即构成穹顶预应力钢束的三维空间坐标点 集； 将空间坐标点集导入图形生成系统中， 生成 穹顶预应力钢束的三维模型。 本发明的方法， 能 够对同类堆型的任意形式进行精准、 快速地建 模， 对安全壳结构性能计算、 钢束预应力损失分 析等研究具有重大意 义。 权利要求书1页 说明书5页 附图6页 CN 115270263 A 2022.11.01 CN 115270263 A 1.一种穹顶预应力钢束快速生成的方法， 包括以下步骤： 1)根据钢束平面和立 面投影图， 确定几何参数； 2)基于最小二乘思想建立目标函数， 建立平面投影曲线方程组， 并计算平面投影坐标 点集； 3)建立空间方程组， 将平面投影坐标点集代入空间方程组中， 并计算平面投影坐标点 集对应的竖向坐标， 即构建穹顶预应力钢束三维空间坐标点 集； 4)将三维空间坐标点 集导入图形生成系统中， 生成穹顶预应力钢束三维模型。 2.如权利要求1所述的一种穹顶预应力钢束快速生成的方法， 其特征是： 步骤1)中， 需 要确定的几何参数如下： 11)根据水平投影图， 确定预应力钢束水平投影出口角 θ1与偏转角 θ2、 圆柱面半径R； 12)根据立面投影图， 确定预应力钢束穹顶球顶部分半径R1、 预应力钢束球顶部分圆心 (0， 0， z0)、 预应力钢束斜面角 α、 预应力钢束分布最大半径Rmax、 立面旋转基准钢束第二段的 圆心(x6， z6)与半径R2、 立面旋转基 准钢束的出口角 θ8、 立面旋转基 准钢束各段交点坐 标(x5， z5)、 (x7， z7)、 (x8， z8)。 3.如权利要求1所述的一种穹顶预应力钢束快速生成的方法， 其特征是： 步骤2)中， 所 述平面投影坐标点 集的计算方法如下： 21)以安全壳筒体圆心为空间坐标系原点0， 建立空间坐标系xyz； 22)根据水平 投影图中三段曲线在交点处相切的位置关系， 设第一、 二段的交点坐标为 (x1， y1)； 第二段的圆心为(x0， y0)； 第二、 三段段的交点坐标为(x2， y2)； 第三段出口点的坐标 为(x3， y3)； 23)基于最小二乘思想建立目标函数， 求 解三段曲线同时相切时的圆心坐标(x0， y0)； 24)根据圆心坐标(x0， y0)与交点坐标的几何关系方程 求解三段曲线方程； 25)从起始坐标开始， 以某一预设值为间隔， 分别计算与x坐标对应的y坐标， 即得到平 面投影坐标点 集。 4.如权利要求1所述的一种穹顶预应力钢束快速生成的方法， 其特征是： 步骤3)中， 根 据穹顶球顶部分半径R1、 立面旋转第二段半径R2、 立面旋转第二段圆心(x6， z6)、 立面旋转第 三段出口角 θ8、 交点坐标(x5， z5)、 (x7， z7)、 (x8， z8)， 确定预应力钢束立面旋转空间定位方 程。 5.如权利要求1所述的一种穹顶预应力钢束快速生成的方法， 其特征是： 步骤4)中， 所 述图形生成系统包括CAD系统。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115270263 A 2一种穹顶预应力钢束快速生成的方 法 技术领域 [0001]本发明属于核电技 术领域， 具体涉及一种穹顶预应力钢束快速生成的方法。 背景技术 [0002]核电安全是核电发展的重中之重， 先进核电技术和核电运行延寿对核电厂结构设 施在服役期间的服役性能提出了更高的要求， 安全壳作为最重要的屏障保护结构， 其结构 性能的可靠性至关重要。 通常采用有限元系统对安全壳在各类荷载工况下的结构力学性能 进行分析， 而穹顶预应力钢束因其形态的复杂性使得生成过程过于耗时、 繁琐且无法精确 确定变化 点， 影响结构计算的精准度。 发明内容 [0003]针对现有技术中存在的问题， 本发明提供一种穹顶预应力钢束快速生成的方法， 能够对同类堆型的任意形式进 行精准、 快速地建模， 对安全壳结构性能计算、 钢束 预应力损 失分析等研究具有重大意 义。 [0004]为达到以上目的， 本发明采用的技术方案是： 提供一种穹顶预应力钢束快速生成 的方法， 包括以下步骤： [0005]1)根据钢束平面和立 面投影图， 确定几何参数； [0006]2)基于最小二乘思想建立目标函数， 建立平面投影曲线方程组， 并计算平面投影 坐标点集； [0007]3)建立空间方程组， 将平面投影坐标点集代入空间方程组中， 并计算平面投影坐 标点集对应的竖向坐标， 即构建穹顶预应力钢束三维空间坐标点 集； [0008]4)将三维空间坐标点 集导入图形生成系统中， 生成穹顶预应力钢束三维模型。 [0009]进一步地， 如上述所述的一种穹顶预应力钢束快速生成的方法， 步骤1)中， 需要确 定的几何参数如下： [0010]11)根据水平投影图， 确定预应力钢束水平投影出口角 θ1与偏转角 θ2、 圆柱面半径 R； [0011]12)根据立面投影图， 确定预应力钢束穹顶球顶部分半径R1、 预应力钢束球顶部分 圆心(0， 0， z0)、 预应力钢束斜面角 α、 预应力钢束分布最大半径Rmax、 立面旋转基准钢束第二 段的圆心(x6， z6)与半径R2、 立面旋转基准钢束的出口角 θ8、 立面旋转基准钢束各段交点坐 标(x5， z5)、 (x7， z7)、 (x8， z8)。 [0012]进一步地， 如上述所述的一种穹顶预应力钢束快速生成的方法， 步骤2)中， 所述平 面投影坐标点 集的计算方法如下： [0013]21)以安全壳筒体圆心为空间坐标系原点0， 建立空间坐标系xyz； [0014]22)根据水平投影图中三段曲线在交点 处相切的位置关系， 设第一、 二段的交点坐 标为(x1， y1)； 第二段的圆心为(x0， y0)； 第二、 三段段的交点坐标为(x2， y2)； 第三段出口点的 坐标为(x3， y3)；说　明　书 1/5 页 3 CN 115270263 A 3