本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核电厂支吊架力学分析方法及系统。
背景技术：
核电厂支吊架设计采取pdms三维模型正向设计，而支吊架的力学计算可以采用ansys、rstab等结构分析软件，具体包括建模、加载计算、结果评定、报告出版几个步骤。但是，目前缺少pdms与支吊架力学计算软件(如rstab)的接口，国内外同行业也没有相关接口工具的开发，力学计算人员无法直接将pdms模型转换成力学分析模型，需手动从三维模型中获取支吊架尺寸信息，建立力学模型，进行力学计算，手动编制力学分析报告。这种方式效率低下，计算质量因人而异，人因失误高，工作量大，不具备自动化和批量化的功能。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的效率低、易出错的缺陷，提供一种核电厂支吊架力学分析方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂支吊架力学分析方法，包括：
步骤s10.从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力，并按预设规则将所述支吊架的结构信息生成支吊架结构文件；
步骤s20.根据所述支吊架结构文件中的结构信息，通过调用rstab软件的第一接口在所述rstab软件中建立rstab模型，以及，根据支吊架的局部坐标及厂房全局坐标，对各工况下的支吊架反力进行坐标转换，并通过调用所述rstab软件的第二接口在所述rstab软件中将坐标转换后的支吊架反力加载在所述rstab模型中及进行工况组合；
步骤s30.通过调用所述rstab软件的第三接口从所述rstab软件中提取支吊架的每个型钢截面在各工况下的刚应力结果，以及，通过调用所述rstab软件的第四接口从所述rstab软件中提取支吊架的焊缝处在各工况下的单元内力，并根据所述单元内力计算焊缝应力结果；
步骤s40.根据预设的应力评定规则对所述刚应力结果及所述焊缝应力结果进行评定，以获取刚应力评定结果及焊缝应力评定结果；
步骤s50.根据所述rstab模型、所述支吊架反力、所述刚应力评定结果、所述焊缝应力评定结果生成支吊架力学分析报告。
优选地，在所述步骤s10和所述步骤s20之间，还包括：
判断所述支吊架结构文件中的结构信息是否正确；
若不正确，则输出第一提示信息；
接收用户输入的结构修改信息，并根据所述结构修改信息对所述支吊架结构文件进行修改。
优选地，在所述步骤s10和所述步骤s20之间，还包括：
判断所述不同工况下的支吊架反力是否完善；
若不完善，则输出第二提示信息；
接收用户输入的反力修改信息，并根据所述反力修改信息对所提取的支吊架反力进行修改。
优选地，在所述步骤s10中，从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力，包括：
通过pml插件从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力。
优选地，在所述步骤s10之前，还包括：
通过预先嵌入rcc-m规范来获取应力评定规则。
本发明还构造一种核电厂支吊架力学分析系统，包括：
模型输入模块，用于从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力，并按预设规则将所述支吊架的结构信息生成支吊架结构文件；
模型建立模块，用于根据所述支吊架结构文件中的结构信息，通过调用rstab软件的第一接口在所述rstab软件中建立rstab模型，以及，根据支吊架的局部坐标及厂房全局坐标，对各工况下的支吊架反力进行坐标转换，并通过调用所述rstab软件的第二接口在所述rstab软件中将坐标转换后的支吊架反力加载在所述rstab模型中及进行工况组合；
计算模块，用于通过调用所述rstab软件的第三接口从所述rstab软件中提取支吊架的每个型钢截面在各工况下的刚应力结果，以及，通过调用所述rstab软件的第四接口从所述rstab软件中提取支吊架的焊缝处在各工况下的单元内力，并根据所述单元内力计算焊缝应力结果；
应力评定模块，用于根据预设的应力评定规则对所述刚应力结果及所述焊缝应力结果进行评定，以获取刚应力评定结果及焊缝应力评定结果；
报告生成模块，用于根据所述rstab模型、所述支吊架反力、所述刚应力评定结果、所述焊缝应力评定结果生成支吊架力学分析报告。
优选地，还包括：
第一判断模块，用于判断所述支吊架结构文件中的结构信息是否正确；
第一提示模块，用于在不正确时，输出第一提示信息；
第一修改模块，用于接收用户输入的结构修改信息，并根据所述结构修改信息对所述支吊架结构文件进行修改。
优选地，还包括：
第二判断模块，用于判断所述不同工况下的支吊架反力是否完善；
第二提示模块，用于在不完善时，输出第二提示信息；
第二修改模块，用于接收用户输入的反力修改信息，并根据所述反力修改信息对所提取的支吊架反力进行修改。
优选地，所述模型输入模块，用于通过pml插件从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力。
优选地，还包括：
规则嵌入模块，用于通过预先嵌入rcc-m规范来获取应力评定规则。
本发明所提供的技术方案可自动将pdms模型转换为rstab模型、并自动进行反力加载、工况计算、应力评定、报告出版，实现了支吊架力学分析的标准化、自动化、批量化，大大提高了计算的效率，保证了计算的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
图1是本发明核电厂支吊架力学分析方法实施例一的流程图；
图2a至图2c分别是pdms软件中的支吊架的结构信息的示意图；
图3是pdms软件中的支吊架反力的示意图；
图4是本发明支吊架结构文件中的所存储的支吊架的结构信息的示意图；
图5是本发明核电厂支吊架力学分析方法实施例二的流程图；
图6是本发明核电厂支吊架力学分析系统实施例一的逻辑结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过将支吊架力学分析中的建模、加载、计算、评定和报告出版各步骤用编程的方式代替手动操作，而且，计算可采用批量计算，形成标准化的支吊架力学分析系统。
图1是本发明核电厂支吊架力学分析方法实施例一的流程图，该实施例的核电厂支吊架力学分析方法包括以下步骤：
步骤s10.从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力，并按预设规则将所述支吊架的结构信息生成支吊架结构文件；
在该步骤中，结合图2a至图2c，pdms软件作为一种工厂设计管理系统软件，当在pdms软件中设计好如图2a所示的支吊架后，可从该pdms软件中读取如图2b所示的支吊架结构的节点坐标，如图2c所示的梁的截面、埋板型号等信息。另外，在pdms软件中的支吊架反力文件中，如图3所示，各工况定义的工况编号都采用统一的编号，7100到7400分别为正常、扰动、紧急、事故工况。通过读取该支吊架反力文件可直接提取不同工况下的支吊架反力(所允许的最大载荷)。
优选地，可通过pml插件从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力。
另外，在提取了支吊架的结构信息后，可将其按预设规则生成支吊架结构文件，即，利用pml语言可以将支吊架计算所需要的信息生成支吊架结构文件，为方便读取该文件采用关键字的方式来储存每个支吊架信息，每个关键字所表达的意思约定如下所示：
*job，支吊架名称，表明该支吊架需要计算；
*description，关于支吊架的描述；
*node，支吊架节点信息；
*element，支吊架单元信息；
*orientation，型钢控件点的方向；
*material，支吊架的材料；
*beamsection，型钢截面信息；
*boundary，约束节点信息；
*surroundings，埋板及其周边信息；
*anchormatrix，埋板坐标与支吊架坐标对应关系；
*cload，支吊架加载点及其管夹信息；
*loadmatrix，管夹坐标与全局坐标对应关系；
*clampplate，连接板信息；
*platematrix，连接板坐标与管夹坐标对应关系；
*strumatrix，支吊架坐标与全局坐标对应关系；
*weld，焊缝信息。
而且，支吊架结构文件中支吊架的结构信息的存储形式如图4所示。
步骤s20.根据所述支吊架结构文件中的结构信息，通过调用rstab软件的第一接口在所述rstab软件中建立rstab模型，以及，根据支吊架的局部坐标及厂房全局坐标，对各工况下的支吊架反力进行坐标转换，并通过调用所述rstab软件的第二接口在所述rstab软件中将坐标转换后的支吊架反力加载在所述rstab模型中及进行工况组合；
在该步骤中，首先，由于支吊架反力的输入坐标可能与支吊架建模坐标不一致，对于一般功能的支吊架有3个力的分量，而pf支吊架有6个分量，所以，在进行反力加载前，要先对所提取的支吊架反力进行坐标变换。具体地：
本发明中所用到的坐标包括：支吊架坐标、管夹坐标、埋板坐标、连接板坐标，以支吊架为例，定义支吊架坐标与全局坐标矩阵a：
其中，(x′，y′，z′)为支吊架坐标，(x，y，z)为厂房全局坐标，x′x表示为支吊架模型局部坐标系中x轴与厂房全局坐标系中x轴的夹角，x′y表示为支吊架模型局部坐标系中x轴与厂房全局坐标系中y轴的夹角，x′z表示为支吊架模型局部坐标系中x轴与厂房全局坐标系中z轴的夹角，y′x表示为支吊架模型局部坐标系中y轴与厂房全局坐标系中x轴的夹角，y′y表示为支吊架模型局部坐标系中y轴与厂房全局坐标系中y轴的夹角，y′z表示为支吊架模型局部坐标系中y轴与厂房全局坐标系中z轴的夹角，z′x表示为支吊架模型局部坐标系中z轴与厂房全局坐标系中x轴的夹角，z′y表示为支吊架模型局部坐标系中z轴与厂房全局坐标系中y轴的夹角，z′z表示为支吊架模型局部坐标系中z轴与厂房全局坐标系中z轴的夹角。
同样地，可定义管夹坐标与全局坐标矩阵b、埋板坐标与支吊架坐标矩阵c、连接板坐标与管夹坐标矩阵d，由此得到反力的转换公式为：
frs＝a*fglobal
flocal＝b*fglobal
ranchor＝c*rrs
fplate＝d*flocal
fsglobal＝b-1*fslocal
fsrs＝a*fsglobal
上式中：
fglobal为厂房全局坐标下的支吊架反力；
frs为支吊架坐标下的支吊架反力；
flocal为管夹坐标下支吊架反力；
rrs为支吊架坐标下锚固点反力；
ranchor为埋板坐标下锚固点反力；
fplate为连接板坐标下支吊架反力；
fslocal为管夹坐标下的刚度反力；
b-1为b的逆矩阵；
fsglobal为厂房全局坐标下刚度反力；
fsrs为支吊架坐标下刚度反力。
另外，可通过调用rstab软件的二次开发接口rs-com(programmableinterfaceforrstab)来进行rstab模型建立及反力加载，具体地，通过调用rs-comstructure接口建立rstab模型，包括材料、截面、节点、单元、约束；通过调用rs-comloads接口进行反力加载及工况组合。
步骤s30.通过调用所述rstab软件的第三接口从所述rstab软件中提取支吊架的每个型钢截面在各工况下的刚应力结果，以及，通过调用所述rstab软件的第四接口从所述rstab软件中提取支吊架的焊缝处在各工况下的单元内力，并根据所述单元内力计算焊缝应力结果；
在该步骤中，由于rstab软件具有计算支吊架刚度应力的功能，以及判断焊缝位置并计算焊缝处的单元内力的功能，所以，当在rstab软件中计算完支吊架的每个型钢截面在各工况下的刚应力结果及支吊架的焊缝处在各工况下的单元内力后，可通过调用rs-comistresults接口提取每个型钢截面在每种工况下的应力结果，及通过调用rs-comirsresults接口提取焊缝点处的每种工况下的单元内力，然后根据该单元内力计算焊缝应力结果。
步骤s40.根据预设的应力评定规则对所述刚应力结果及所述焊缝应力结果进行评定，以获取刚应力评定结果及焊缝应力评定结果；
在该步骤中，在从rstab软件中提取出刚应力结果及计算出焊缝应力结果后，可根据预设的应力评定规则对其进行评定，该预设的应力评定规则可为rcc-m规范，即，通过预先嵌入rcc-m规范来获取应力评定规则。具体地，支吊架型钢为线性结构，可采用rcc-m中h篇以及附录zvi篇的相关规定进行计算结果的评定；焊缝则按照rcc-m规范zvi2212c及表h3282.2进行评定。
步骤s50.根据所述rstab模型、所述支吊架反力、所述刚应力评定结果、所述焊缝应力评定结果生成支吊架力学分析报告。
在该步骤中，根据rstab模型、支吊架反力、应力评定结果自动编写支吊架力学分析报告，并输出该支吊架力学分析报告。
该实施例的技术方案可自动将pdms模型转换为rstab模型、并自动进行反力加载、工况计算、应力评定、报告出版，实现了支吊架力学分析的标准化、自动化、批量化，大大提高了计算的效率，保证了计算的质量。
在一个可选实施例中，步骤s10和所述步骤s20之间，还包括有：
判断所述支吊架结构文件中的结构信息是否正确；
若不正确，则输出第一提示信息；
接收用户输入的结构修改信息，并根据所述结构修改信息对所述支吊架结构文件进行修改。
在一个可选实施例中，步骤s10和所述步骤s20之间，还包括有：
判断所述不同工况下的支吊架反力是否完善；
若不完善，则输出第二提示信息；
接收用户输入的反力修改信息，并根据所述反力修改信息对所提取的支吊架反力进行修改。
图5是本发明核电厂支吊架力学分析方法实施例二的流程图，该实施例的核电厂支吊架力学分析方法包括模型输入步骤、模型建立步骤、计算步骤、应力评定步骤、报告生成步骤，下面分别说明每一个步骤的执行过程：
在模型输入步骤中，从pdms软件中提取支吊架的结构信息，并生成支吊架的结构文件，同时，从pdms软件中提取支吊架反力。
在模型建立步骤中，首先，判断支吊架结构文件中的结构信息是否有错误，例如缺失，若有错误，则提示用户人工修改。同样地，也判断支吊架反力是否不完善，若是，则提示用户人工修改。然后，根据修改后的支吊架结构文件在rstab软件中生成rstab模型，并根据支吊架反力在rstab模型中进行反力加载及进行工况组合，以获取加载后的rstab模型。
在计算步骤中，当rstab软件计算出支吊架的型钢截面刚应力及焊缝处的内力后，可从rstab软件中提取出支吊架的型钢截面刚应力及焊缝处的内力，然后进一步计算出焊缝处的焊缝应力。
在应力评定步骤中，可根据预设的评定规则，对所获取的应力计算结果进行评定，例如，包括：钢应力评定、焊缝应力评定，还可进行埋板反力提取。
在报告生成步骤中，可根据预设的报告模板，生成支吊架力学分析报告。
图6是本发明核电厂支吊架力学分析系统实施例一的逻辑结构图，该实施例的核电厂支吊架力学分析系统包括：模型输入模块10、模型建立模块20、计算模块30、应力评定模块40和报告生成模块50。其中，模型输入模块10用于从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力，并按预设规则将所述支吊架的结构信息生成支吊架结构文件，优选地，通过pml插件从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力；模型建立模块20用于根据所述支吊架结构文件中的结构信息，通过调用rstab软件的第一接口在所述rstab软件中建立rstab模型，以及，根据支吊架的局部坐标及厂房全局坐标，对各工况下的支吊架反力进行坐标转换，并通过调用所述rstab软件的第二接口在所述rstab软件中将坐标转换后的支吊架反力加载在所述rstab模型中及进行工况组合；计算模块30用于通过调用所述rstab软件的第三接口从所述rstab软件中提取支吊架的每个型钢截面在各工况下的刚应力结果，以及，通过调用所述rstab软件的第四接口从所述rstab软件中提取支吊架的焊缝处在各工况下的单元内力，并根据所述单元内力计算焊缝应力结果；应力评定模块40用于根据预设的应力评定规则对所述刚应力结果及所述焊缝应力结果进行评定，以获取刚应力评定结果及焊缝应力评定结果；报告生成模块50用于根据所述rstab模型、所述支吊架反力、所述刚应力评定结果、所述焊缝应力评定结果生成支吊架力学分析报告。
进一步地，本发明的核电厂支吊架力学分析系统还包括：第一判断模块、第一提示模块、第一修改模块、第二判断模块、第二提示模块和第二修改模块，其中，第一判断模块用于判断所述支吊架结构文件中的结构信息是否正确；第一提示模块用于在不正确时，输出第一提示信息；第一修改模块用于接收用户输入的结构修改信息，并根据所述结构修改信息对所述支吊架结构文件进行修改。第二判断模块用于判断所述不同工况下的支吊架反力是否完善；第二提示模块用于在不完善时，输出第二提示信息；第二修改模块用于接收用户输入的反力修改信息，并根据所述反力修改信息对所提取的支吊架反力进行修改。
进一步地，本发明的核电厂支吊架力学分析系统还包括规则嵌入模块，该规则嵌入模块用于通过预先嵌入rcc-m规范来获取应力评定规则。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
1.一种核电厂支吊架力学分析方法，其特征在于，包括：
步骤s10.从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力，并按预设规则将所述支吊架的结构信息生成支吊架结构文件；
步骤s20.根据所述支吊架结构文件中的结构信息，通过调用rstab软件的第一接口在所述rstab软件中建立rstab模型，以及，根据支吊架的局部坐标及厂房全局坐标，对各工况下的支吊架反力进行坐标转换，并通过调用所述rstab软件的第二接口在所述rstab软件中将坐标转换后的支吊架反力加载在所述rstab模型中及进行工况组合；
步骤s30.通过调用所述rstab软件的第三接口从所述rstab软件中提取支吊架的每个型钢截面在各工况下的刚应力结果，以及，通过调用所述rstab软件的第四接口从所述rstab软件中提取支吊架的焊缝处在各工况下的单元内力，并根据所述单元内力计算焊缝应力结果；
步骤s40.根据预设的应力评定规则对所述刚应力结果及所述焊缝应力结果进行评定，以获取刚应力评定结果及焊缝应力评定结果；
步骤s50.根据所述rstab模型、所述支吊架反力、所述刚应力评定结果、所述焊缝应力评定结果生成支吊架力学分析报告。
2.根据权利要求1所述的核电厂支吊架力学分析方法，其特征在于，在所述步骤s10和所述步骤s20之间，还包括：
判断所述支吊架结构文件中的结构信息是否正确；
若不正确，则输出第一提示信息；
接收用户输入的结构修改信息，并根据所述结构修改信息对所述支吊架结构文件进行修改。
3.根据权利要求1所述的核电厂支吊架力学分析方法，其特征在于，在所述步骤s10和所述步骤s20之间，还包括：
判断所述不同工况下的支吊架反力是否完善；
若不完善，则输出第二提示信息；
接收用户输入的反力修改信息，并根据所述反力修改信息对所提取的支吊架反力进行修改。
4.根据权利要求1所述的核电厂支吊架力学分析方法，其特征在于，在所述步骤s10中，从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力，包括：
通过pml插件从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力。
5.根据权利要求1所述的核电厂支吊架力学分析方法，其特征在于，在所述步骤s10之前，还包括：
通过预先嵌入rcc-m规范来获取应力评定规则。
6.一种核电厂支吊架力学分析系统，其特征在于，包括：
模型输入模块，用于从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力，并按预设规则将所述支吊架的结构信息生成支吊架结构文件；
模型建立模块，用于根据所述支吊架结构文件中的结构信息，通过调用rstab软件的第一接口在所述rstab软件中建立rstab模型，以及，根据支吊架的局部坐标及厂房全局坐标，对各工况下的支吊架反力进行坐标转换，并通过调用所述rstab软件的第二接口在所述rstab软件中将坐标转换后的支吊架反力加载在所述rstab模型中及进行工况组合；
计算模块，用于通过调用所述rstab软件的第三接口从所述rstab软件中提取支吊架的每个型钢截面在各工况下的刚应力结果，以及，通过调用所述rstab软件的第四接口从所述rstab软件中提取支吊架的焊缝处在各工况下的单元内力，并根据所述单元内力计算焊缝应力结果；
应力评定模块，用于根据预设的应力评定规则对所述刚应力结果及所述焊缝应力结果进行评定，以获取刚应力评定结果及焊缝应力评定结果；
报告生成模块，用于根据所述rstab模型、所述支吊架反力、所述刚应力评定结果、所述焊缝应力评定结果生成支吊架力学分析报告。
7.根据权利要求6所述的核电厂支吊架力学分析系统，其特征在于，还包括：
第一判断模块，用于判断所述支吊架结构文件中的结构信息是否正确；
第一提示模块，用于在不正确时，输出第一提示信息；
第一修改模块，用于接收用户输入的结构修改信息，并根据所述结构修改信息对所述支吊架结构文件进行修改。
8.根据权利要求6所述的核电厂支吊架力学分析系统，其特征在于，还包括：
第二判断模块，用于判断所述不同工况下的支吊架反力是否完善；
第二提示模块，用于在不完善时，输出第二提示信息；
第二修改模块，用于接收用户输入的反力修改信息，并根据所述反力修改信息对所提取的支吊架反力进行修改。
9.根据权利要求6所述的核电厂支吊架力学分析系统，其特征在于，
所述模型输入模块，用于通过pml插件从pdms软件中提取支吊架的结构信息及不同工况下的支吊架反力。
10.根据权利要求6所述的核电厂支吊架力学分析系统，其特征在于，还包括：
规则嵌入模块，用于通过预先嵌入rcc-m规范来获取应力评定规则。
技术总结