CN115221746A - 钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，随机产生或按规划路径产生不规则裂纹，通过一系列彼此交叠的圆柱体构造构件几何模型中的不规则裂纹，根据裂纹宽度范围随机确定每个圆柱体的半径和相邻两个圆柱体的中心之间的间距，随机确定相邻两个圆柱体之间的相对方位；使所有圆柱体与裂纹区发生布尔运算，构造出含不规则裂纹构件的几何模型；针对裂纹区之外的完善区，用映射方式划分完善区的有限元网格，用自由方式划分裂纹区有限元网格，得到含不规则裂纹构件的有限元分析模型；本发明用随机生成方法确定的不规则裂纹形态与真实结构构件的裂纹损伤更为接近，所构建的模型更为准确地评估在役结构构件性能的退化规律。

Description

钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法

技术领域

本发明涉及钢结构构件有限元分析模型，特别是不规则裂纹的建模方法，适用于由SHELL和SOLID单元建立的平板和圆柱壳等结构。

背景技术

裂纹是船舶与海洋钢结构中常见的缺陷形式之一，通常发生在构件截面尺寸不连续或焊接部位，由于往复载荷的作用逐渐形成，具有不规则的形态。裂纹的形成会加剧构件局部位置的应力集中，严重削弱结构的极限承载能力。正确合理地评估含裂纹损伤结构的剩余极限强度，考察裂纹参数对整体结构或构件性能的影响，对保障正常使用状态下结构的安全性，以及开展老龄化结构的风险评估和制定相关的修补维护措施，是必不可少的环节。

裂纹损伤对结构的影响受到了广泛关注，诸多研究开展了完善或缺陷结构或构件的裂纹扩展研究，预测其剩余寿命，但疲劳裂纹产生后，对结构或构件的极限强度退化方面，还缺少深入的研究。例如，中国专利公开号为CN101059407A的文献中提出的一种根据Paris公式计算裂纹前沿各点扩展量，确定裂纹的扩展轨迹，从而模拟出三维裂纹。但该方案确定裂纹时，需要经过复杂的断裂力学计算和频繁的网格重划分；此外，由于裂纹扩展模拟和极限强度分析需采用完全不同的单元类型，上述方案所建的裂纹并不适用于裂纹损伤后构件的有限元分析。中国专利公开号为CN105205223A的文献中提出一种通过在构件内部随机布置大量孔隙或裂纹，模拟材料内部缺陷的方法，其旨在模拟材料缺陷的随机分布，所建裂纹为随机分布的直线裂纹，未能体现真实工程结构中随机扩展裂纹的不规则形状。中国专利公开号为CN110400362A的文献中提出一种基于图像处理技术识别多条裂缝，并获得每条裂纹的信息及裂纹间的交点信息，基于ABAQUS软件对裂纹进行连接和重构，构建出二维裂纹的有限元分析模型，但该方案只适用于某一特定裂纹结构的有限元分析问题，且其分析结果依赖于图像识别方法的精度。综上可知，现有技术均不适用于开展含裂纹结构或构件的有限元分析，无法揭示裂纹对结构或构件剩余强度影响的普遍规律。

在现有关于裂纹损伤结构的极限强度研究中，所构建的有限元分析模型，其裂纹均被简化成一条或多条窄长的矩形缝，这与实际结构中因应力集中引发的不规则裂纹形态相差甚远。将不规则裂纹简化为窄长矩形缝，这种裂纹形态差异对强度评估结果的影响不明确。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的无法准确体现结构或构件的真实裂纹形状的问题，提供一种钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，能模拟实际钢结构构件在往复载荷作用下，因累积损伤导致开裂形成的不规则裂纹，更为准确地预测裂纹损伤下钢结构的剩余强度。

为达到上述目的，本发明是采用如下技术方案实现的：包括以下步骤：

步骤(1)依据钢结构构件形状建立全局坐标系O-XYZ，根据构件几何尺寸建立构件几何模型，随机产生或按规划路径产生不规则裂纹，以不规则裂纹的裂纹区范围中心为坐标原点建立虚拟平面直角坐标系xoy，x、y轴方向分别和X、Y轴方向一致，将坐标系xoy的任一象限作为裂纹起始位置；

步骤(2)通过一系列彼此交叠的圆柱体构造构件几何模型中的不规则裂纹，根据裂纹宽度范围随机确定每个圆柱体的半径和相邻两个圆柱体的中心之间的间距，随后随机确定相邻两个圆柱体之间的相对方位；

步骤(3)在裂纹区建立所有圆柱体，使这些所有圆柱体与裂纹区发生布尔运算，构造出含不规则裂纹构件的几何模型；

步骤(4)在所述的含不规则裂纹构件的几何模型上，针对裂纹区之外的完善区，用映射方式划分完善区的有限元网格，用自由方式划分裂纹区有限元网格，得到含不规则裂纹构件的有限元分析模型，完成建模。

进一步地，根据所述的裂纹起始位置确定第一个圆柱体的位置，在裂纹宽度范围内随机产生第一个和第二个圆柱体的半径，以第一个圆柱体的中心为起点，随机生成一个中心间距离和方位角，确定出第二个圆柱体的中心位置；再以第二个圆柱体作为起点产生第三个圆柱体，如此往复，产生所述的一系列交叠的圆柱体。

更进一步地，定义一个二维数组CK(N,4)记录每个圆柱体在全局坐标系O-XYZ的中心位置坐标及半径，二维数组CK(N,4)的每一行数据对应一个构造裂纹时所产生的圆柱体i的坐标位置X、Y、Z和半径R，i∈n，n为圆柱体总数目，n≤N，N为二二维数组的长度，当满足

时停止产生圆柱体；LCK为裂纹长度，d_i为相邻两个圆柱体中心的间距。

本发明采用上述技术方案后突显的有益效果是：

(1)本发明不同于现有方法将裂纹简化为规则的矩形窄缝，用随机生成方法确定的不规则裂纹形态与真实结构构件的裂纹损伤更为接近。

(2)本发明中所构建的不规则裂纹构件有限元分析模型，可更为准确地评估在役结构构件性能的退化规律。

(3)本发明沿随机或规划路径构造不规则裂纹，借助随机生成技术在有限元分析模型中构建不规则裂纹，使得现役结构的性能评估更为准确，可用于研究裂纹损伤下结构的剩余强度问题

附图说明

图1为本发明钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法的流程图；

图2为不规则裂纹板的坐标标示图；

图3为图2中I局部放大图；

图4为图2所示不规则裂纹板的几何模型；

图5为图2所示不规则裂纹板的有限元分析模型；

图6为当对图2中的平板按照折线规划路径随机产生不规则裂纹时，得到的有限元分析模型；

图7为当对图2中的平板按照曲线规划路径随机产生不规则裂纹时，得到的有限元分析模型；

图8为不规则裂纹圆管及其裂纹区范围标示图；

图9为图8中不规则裂纹圆管的有限元分析模型。

具体实施方式

参见图1，钢结构构件为平板和圆柱壳等结构，随机产生或者按照规划路径产生不规则裂纹。依据钢结构构件的形状，建立全局坐标系O-XYZ，得到该构件的关键模型参数，关键模型参数包括构件的几何尺寸、裂纹区范围、裂纹宽度范围、裂纹长度和裂纹起始位置等。然后，根据所述的几何尺寸建立构件几何模型，根据所述的裂纹区范围在所述的构件几何模型中分割出裂纹区和完善区。

以所述的裂纹区范围的中心为坐标原点o，建立一个虚拟平面直角坐标系xoy，x、y坐标轴的方向分别和全局坐标系O-XY中的X、Y坐标轴的方向一致，将该虚拟平面直角坐标系xoy的任一象限作为所述的裂纹起始位置。

通过一系列彼此交叠的圆柱体来构造构件几何模型中的不规则裂纹，定义一个二维数组记录构件几何模型中的裂纹信息，该裂纹信息实质是指这些圆柱体在全局坐标系O-XYZ中的中心位置坐标及半径。

具体是：定义的二维数组为CK(N,4)，N为二维数组的长度，其每一行数据对应一个构造裂纹时所产生的圆柱体i的坐标位置X、Y、Z和半径R，i∈n，n为圆柱体总数目，n≤N，即CK(i,1)＝X、CK(i,2)＝Y、CK(i,3)＝Z和CK(i,4)＝R。

由于随机生成圆柱体构造不规则裂纹时，圆柱体的数目、大小及位置均不能事先确定，因此所述的二维数组的长度N也不能事先准确确定，但可由如下方式估算：将所述的裂纹宽度范围的下限值的二分之一，作为一系列彼此交叠的圆柱体中，相邻两个圆柱体的中心之间的最小间距，随后用所述的裂纹长度除以该最小距离，确定所述的二维数组的长度N。

具体是：设裂纹宽度范围为[CK_L,CK_U]，其中CK_L为下限值，CK_U为上限值。则相邻两个圆柱体的中心之间的最小间距为0.5*CK_L。设裂纹长度为LCK，则二维数组长度N由裂纹长度LCK和裂纹宽度下限CK_L值确定：N＝2*LCK/CK_L。

构造构件几何模型中的不规则裂纹时，先根据所述的裂纹宽度范围，在裂纹宽度范围内随机产生第一个圆柱体的半径，然后根据所述的裂纹起始位置，确定该第一个圆柱体的位置，以裂纹起始位置作为第一个圆柱体的中心位置；随后在裂纹宽度范围内随机产生第二个圆柱体的半径，并以第一个圆柱体的中心为起点，随机生成一个中心间距离和方位角，以此随机确定出与第一个圆柱体相邻的第二个圆柱体的中心位置，以及随机确定出相邻的两个圆柱体之间的相对方位。

具体是：在[0.5*CK_L,0.5*CK_U]内随机产生第一个圆柱体半径，随后在指定裂纹起始区，随机产生该圆柱体的X、Y、Z坐标，将第一个圆柱体的信息分别存放在二维数组，分别为：CK[1][1]、CK[1][2]、CK[1][3]、CK[1][4]。随后在[0.5*CK_L,0.5*CK_U]内随机生成第二个圆柱体的半径。将第二个圆柱体的半径与第一个圆柱体的半径相比，得出较小半径R_L和较大半径R_U，定义出一个半径区间[R_L，R_U]；在此区间内生成随机数，作为两交叠圆柱体的中心距离d₁。

在方位角区间[α_L,α_U]内随机产生一个方位角α₁；该方位角区间一般设为[-90°，90°]，可根据需要任意调整。以第一圆柱体中心为起点，根据距离d₁和方位角α₁确定第二个圆柱体的位置。第二个圆柱体的位置坐标的计算方法为：

X＝CK[1][1]+d₁*COSα₁，

Y＝CK[1][2]+d₁*SINα₁，

根据后续建模的需要，第二个圆柱体的Z坐标可取构件的底面或内表面。

判断第二个圆柱体是否在裂纹区内，当所生成的第二个圆柱体过于接近裂纹区边界，则应重新随机产生方位角α₁，使其落入裂纹区内。同时，设置一个距离阈值D，控制裂纹与裂纹区边界之间的距离不得小于该设定的距离阈值D，以免影响裂纹区有限元网格的质量。

再以第二个圆柱体作为起点，按相同方式产生第三个圆柱体。如此往复循环，便产生一系列交叠的圆柱体。当所述的系列圆柱体中心的距离之和与所述的裂纹长度之间的误差，小于事先设定的目标误差，则认为生成的裂纹长度达到要求，停止继续产生圆柱体，即

该误差可设为第一和最后一个圆柱体中，两者半径的最小者；其中，LCK为裂纹长度，n≤N。将这一系列交叠的每个圆柱体的位置坐标及其半径存入所述的二维数组。

在所述的构件几何模型分割出的裂纹区建立所有圆柱体，并使这些圆柱体与裂纹区发生布尔运算，便构造出含不规则裂纹构件的几何模型。

在所述的含不规则裂纹构件的几何模型上，针对分割出的完善区，设定完善区的网格控制尺寸，先用映射方式划分完善区的有限元网格，后用自由方式划分裂纹区有限元网格，得到含不规则裂纹构件的有限元分析模型，完成建模。

下面提供两个实施例，分别是以含不规则裂纹损伤平板、圆管为例，采用ANSYS有限元软件实现本发明。

实施例1

钢结构构件为含不规则裂纹损伤的平板，具体步骤如下：

第一步：参见图2，以所述平板的一个角为坐标系原点，例如图2中以平板底面左下角为坐标系原点，建立全局坐标系O-XYZ。由平板结构得到其几何尺寸为：板长400mm(X方向)，板宽250mm(Y方向)和板厚11mm(Z方向)。确定裂纹区范围为：矩形裂纹区abcd，abcd四个角点在XY平面的坐标分别为a(80,85)、b(320,85)、c(320,165)和d(80,165)。裂纹宽度CK的范围为[CK_L,CK_U]＝[3,4]mm。裂纹长度LCK＝150mm。确定裂纹起始位置：以裂纹区abcd的中心o为原点，原点o在XY平面内的坐标为(200,125)，建立虚拟平面直角坐标系xoy，局部坐标系xoy的x、y方向和全局坐标系的X、Y方向分别相平行。将局部坐标系xoy的第三象限作为裂纹起始位置。

根据平板结构得到建立平板的几何模型，并将平板分割为裂纹区和完善区，裂纹区为矩形abcd区域，除矩形abcd区域之外的区域为完善区。

第二步：定义一个二维数组。如图3所示，将裂纹宽度下限值0.5*CK_L＝1.5mm作为两交叠圆柱体的中心间的最小距离。

根据裂纹宽度下限值CK_L和裂纹长度LCK，初步确定出二维数组长度N＝2*LCK/CK_L＝100，根据二维数组长度N定义二维数组为CK(100,4)。该二维数组的每一行分别存储一个圆柱体在全局坐标系O-XYZ的中心坐标和半径信息。如二维数组CK(1,1)、CK(1,2)、CK(1,3)、CK(1,4)分别是存储的第一个圆柱体的X、Y、Z坐标和半径。

第三步：定义一系列交叠圆柱体来构造不规则裂纹。具体步骤如下：

(1)根据裂纹宽度范围[CK_L,CK_U]＝[3,4]mm，确定圆柱体半径取值范围为[1.5,2]，由此随机产生第一个圆柱体，即图3中的第1号圆柱体，其半径R₁＝Random(1.5,2)＝1.8576；随后在xoy坐标系的第三象限内，随机产生第一个圆柱体中心的X、Y、Z坐标分别为(131.5730，121.2347，11)，将X、Y、Z中心坐标和半径R₁分别存放在二维数组中：CK[1][1]＝131.5730、CK[1][2]＝121.2347、CK[1][3]＝11、CK[1][4]＝1.8576。

(2)在圆柱体半径取值范围[1.5,2]内，随机生成第二个圆柱体，即图3中的第2号圆柱体，其半径R₂＝Random(1.5,2)＝1.7549，与步骤(1)生成的第一个圆柱体半径相比，确定半径最小值R_L＝1.7549和半径最大值R_U＝1.8576，由此确定出半径区间[R_L，R_U]。随后生成中心距离d₁＝Random(1.7549,1.8576)＝1.7862，如图3中d₁所示，作为两交叠圆柱体的中心距离。

(3)在设定的方位角区间[α_L,α_U]＝[-60,90]随机产生一个方位角α₁＝Random(-60,90)＝50.81，如图3中所示的方位角α₁。

(4)以第一圆柱体中心为起点，根据中心距离d₁和方位角α₁确定第二个圆柱体的中心位置。其位置计算方法为：

X＝CK[1][1]+d₁*COSα₁＝132.7015，

Y＝CK[1][2]+d₁*SINα₁＝122.6192，

Z坐标取平板的底面处坐标Z＝0。

(5)判断第二个圆柱体是否在裂纹区abcd内。设置一个距离阈值D＝5mm控制裂纹与裂纹区边界之间的距离，确保有限元网格划分质量。

(6)重复步骤(2)～(5)，当满足

时，停止产生圆柱体，共生成86个交叠圆柱体(86<100)。

第四步：根据二维数组CK(86,4)存储的圆柱体信息，将圆柱体高度统一设定为11mm，即平板顶面处的厚度，建立所有圆柱体的几何模型。

使圆柱体的几何模型与平板结构的几何模型发生布尔运算，得到不规则裂纹板几何模型，如图4所示。

第五步：设定完善区控制尺寸为15mm，划分完善区的有限元网格，然后自由划分裂纹区有限元网格，得到裂纹板整体结构的有限元分析模型，如图5所示。

在第一步中，当对平板按照折线规划路径随机产生不规则裂纹时，执行第一至第五步后得到的不规则裂纹板有限元分析模型如图6所示。在第一步中，当对平板按照曲线规划路径随机产生不规则裂纹时，经第一至第五步后得到的不规则裂纹板有限元分析模型如图7所示。

实施例2

钢结构构件为含不规则裂纹损伤的圆管构件，具体步骤如下：

第一步：圆管的几何尺寸为：圆管长800mm，圆管外半径60mm和圆管厚6.9mm；裂纹区范围：将圆管沿外表面的任一母线将其展开，形成图2所示的平面，忽略圆管厚度影响，可将圆管内表面视为平板下底面，将圆管外表面视为平板上表面，因此，将圆管构件展开为类似实施例1中的平板构件。矩形裂纹区abcd长为40πmm(对应圆心角为120°)，高为100mm，矩形四个角点坐标分别为a(10π,350)、b(40π,350)、c(50π,450)和d(10π,450)。如图8所示；裂纹长度：LCK＝100mm；裂纹宽度范围：[CK_L,CK_U]＝[3,4]mm；裂纹起始位置：以裂纹区中心为坐标原点o，建立局部坐标系xoy，将其第三象限作为起始位置。以展开的平面的底面左下角为全局坐标系O-XYZ原点，建立构件的几何模型，并将圆管的展开平面分割为裂纹区(矩形abcd)和完善区(圆管除矩形abcd之外的区域)，如图8所示。

第二步：定义一个二维数组。将裂纹宽度下限值0.5*CK_L＝1.5mm作为两交叠圆柱体中心间的最小距离，由此初步确定二维数组的长度N＝2*LCK/CK_L＝66.67，取整之后为N＝67，最终定义该二维数组为CK(67,4)。该数组的每一行分别存储一个圆柱体的位置和半径信息。如CK(1,1)、CK(1,2)、CK(1,3)、CK(1,4)分别对应第一个圆柱体的X、Y、Z坐标和半径。

第三步：定义一系列交叠圆柱体来构造不规则裂纹。具体步骤如下：

(1)根据裂纹宽度范围，确定圆柱体半径取值范围为[1.5,2]，由此随机产生第一个圆柱体半径R₁＝Random(1.5,2)＝1.8361；随后在第一步所述xoy局部坐标系的第三象限，随机产生第一个圆柱体的X、Y、Z坐标，将上述信息分别存放在CK[1][1]＝51.4602、CK[1][2]＝389.6364、CK[1][3]＝60、CK[1][4]＝1.8361。

(2)在[1.5,2]内，随机生成第二个圆柱体的半径R₂＝Random(1.5,2)＝1.5085。与步骤(1)生成的圆柱体半径相比，确定R_L＝1.5085和R_U＝1.8361，由此确定区间半径[R_L，R_U]。随后生成中心距离d₁＝Random(1.5085,1.8361)＝1.6272，作为两交叠圆柱体的中心距离。

(3)在区间[α_L,α_U]＝[-30,90]随机产生一个方位角α₁＝Random(-30,90)＝65.09。

(4)以第一圆柱体中心为起点，根据距离d₁和方位角α₁确定第二个圆柱体的位置。其位置计算方法为：

X＝CK[1][1]+d₁*Cosα₁＝52.1455，

Y＝CK[1][2]+d₁*Sinα₁＝391.1122，

Z坐标取圆管内表面坐标，Z＝0。

(5)判断第二个圆柱体是否在裂纹区内。设置一个距离阈值D＝5mm控制裂纹与裂纹区边界之间的距离，确保有限元网格划分质量。

(6)重复上述步骤(2)～(5)，当满足

停止产生圆柱体，共生成57个交叠圆柱体(57<67)。

第四步：根据二维数组CK(57,4)存储的圆柱体信息，将圆柱体高度统一设定为6.9mm。针对圆柱壳，将建模坐标系设定为柱坐标系，其原点设在圆管端部圆心处；将二维数组CK(57,3)中圆柱体的位置信息转化到柱坐标系下，建立所有圆柱体的几何模型。使圆柱体与圆管构件几何模型发生布尔运算，得到不规则裂纹圆管的几何模型，如图8所示。

第五步：设定完善区控制尺寸为15mm，划分完善区的有限元网格，然后自由划分裂纹区有限元网格，得到裂纹损伤圆管整体结构的有限元分析模型如图9所示。

Claims (10)

1.一种钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，其特征是包括以下步骤：

步骤(1)依据钢结构构件形状建立全局坐标系O-XYZ，根据构件几何尺寸建立构件几何模型，随机产生或按规划路径产生不规则裂纹，以不规则裂纹的裂纹区范围中心为坐标原点建立虚拟平面直角坐标系xoy，x、y轴方向分别和X、Y轴方向一致，将坐标系xoy的任一象限作为裂纹起始位置；

步骤(2)通过一系列彼此交叠的圆柱体构造构件几何模型中的不规则裂纹，根据裂纹宽度随机确定每个圆柱体的半径和相邻两个圆柱体中心之间的间距，随后随机确定相邻两个圆柱体之间的相对方位；

步骤(3)在裂纹区建立所有圆柱体，使这些所有圆柱体与裂纹区发生布尔运算，构造出含不规则裂纹构件的几何模型；

步骤(4)在所述的含不规则裂纹构件的几何模型上，针对裂纹区之外的完善区，用映射方式划分完善区的有限元网格，用自由方式划分裂纹区有限元网格，得到含不规则裂纹构件的有限元分析模型，完成建模。

2.根据权利要求1所述的钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，其特征是：步骤(2)中，根据所述的裂纹起始位置确定第一个圆柱体的位置，在裂纹宽度范围内随机产生第一个和第二个圆柱体的半径，以第一个圆柱体的中心为起点，随机生成一个中心间距离和方位角，确定出第二个圆柱体的中心位置；再以第二个圆柱体作为起点产生第三个圆柱体，如此往复，产生所述的一系列交叠的圆柱体。

3.根据权利要求2所述的钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，其特征是：定义一个二维数组CK(N,4)记录每个圆柱体在全局坐标系O-XYZ的中心位置坐标及半径，二维数组CK(N,4)的每一行数据对应一个构造裂纹时所产生的圆柱体i的坐标位置X、Y、Z和半径R，i∈n，n为圆柱体总数目，n≤N，N为二二维数组的长度，

当满足

时停止产生圆柱体；LCK为裂纹长度，d_i为相邻两个圆柱体中心的间距。

4.根据权利要求3所述的钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，其特征是：相邻两个圆柱体的中心之间的最小间距为0.5*CK_L，CK_L为裂纹宽度范围的下限值，二维数组长度N＝2*LCK/CK_L。

5.根据权利要求2所述的钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，其特征是：在裂纹宽度范围[0.5*CK_L,0.5*CK_U]内随机产生圆柱体的半径，CK_L为裂纹宽度范围的下限值，CK_U为裂纹宽度范围的上限值。

6.根据权利要求2所述的钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，其特征是：将第二个圆柱体的半径与第一个圆柱体的半径相比，得出较小半径R_L和较大半径R_U，在半径区间[R_L，R_U]内生成随机数，作为两交叠圆柱体的中心距离d₁。

7.根据权利要求6所述的钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，其特征是：在设定的方位角区间[α_L,α_U]随机产生一个方位角α₁，以第一圆柱体中心为起点，根据中心距离d₁和方位角α₁确定第二个圆柱体的位置。

8.根据权利要求7所述的钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，其特征是：第二个圆柱体的位置坐标的计算方法为：X＝CK[1][1]+d₁*COSα₁，Y＝CK[1][2]+d₁*SINα₁。

9.根据权利要求7所述的钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，其特征是：判断第二个圆柱体是否在裂纹区内，当所生成的第二个圆柱体接近裂纹区边界，则重新随机产生方位角α₁，使其落入裂纹区内。

10.根据权利要求9所述的钢结构构件有限元分析模型中不规则裂纹的建模方法，其特征是：设置一个距离阈值，控制裂纹与裂纹区边界之间的距离不得小于该设定的距离阈值。

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