[發(fā)明專利]一種計(jì)算海洋工程中圓管支撐構(gòu)件風(fēng)力載荷的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611197947.1
• 申請(qǐng)日: 2016-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN106650096B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石強(qiáng);劉小杰;王飛;傘立忠;趙杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連船舶重工集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 21238 大連格智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉琦<國際申請(qǐng)>=<國際公布>=<進(jìn)入國

本發(fā)明公開了一種計(jì)算海洋工程中圓管支撐構(gòu)件風(fēng)力載荷的方法，包括如下步驟：設(shè)計(jì)或測量如下參數(shù)：圓管支撐構(gòu)件的直徑、設(shè)計(jì)風(fēng)速、圓管支撐構(gòu)件與風(fēng)向的夾角、圓管支撐構(gòu)件的長度、圓管支撐構(gòu)件低端與海平面的距離、圓管支撐構(gòu)件與海平面的夾角、圓管支撐構(gòu)件上任一微段的長度。基于上述參數(shù)獲得圓管支撐構(gòu)件上的風(fēng)力載荷。本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，提出了用于精確計(jì)算海洋工程中圓管支撐構(gòu)件風(fēng)力載荷的公式，不僅提高了計(jì)算結(jié)果的精確程度，還提高了計(jì)算效率，為后續(xù)設(shè)計(jì)工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋工程設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種計(jì)算海洋工程中圓管支撐構(gòu)件風(fēng)力載荷的方法。

背景技術(shù)

圓管支撐構(gòu)件是海洋工程中經(jīng)常使用的支撐構(gòu)件型式，用于支撐直升機(jī)平臺(tái)、上部模塊等結(jié)構(gòu)和設(shè)備。為了保證此類圓管支撐構(gòu)件安全，必須對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格的校核，所以需要對(duì)其遭受的各類載荷進(jìn)行計(jì)算，其中風(fēng)力載荷就是此類支撐構(gòu)件所遭受的重要載荷之一。

以往計(jì)算圓管支撐構(gòu)件風(fēng)力載荷都是采用高度系數(shù)修正風(fēng)速，然后再用風(fēng)速計(jì)算出風(fēng)力，然而這樣做并不準(zhǔn)確，因?yàn)楦叨认禂?shù)都是經(jīng)驗(yàn)值而且并不連續(xù)，因此計(jì)算出來的風(fēng)力載荷顯然存在較大誤差，并且高度系數(shù)必須根據(jù)圓管支撐構(gòu)件每一段高度的變化多次反復(fù)選取，效率低下，嚴(yán)重影響后續(xù)的設(shè)計(jì)工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種計(jì)算海洋工程中圓管支撐構(gòu)件風(fēng)力載荷的方法。本發(fā)明研發(fā)了計(jì)算圓管支撐構(gòu)件風(fēng)力載荷的精確公式，提高了計(jì)算的精確度和計(jì)算效率，為后續(xù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析打下良好基礎(chǔ)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種計(jì)算海洋工程中圓管支撐構(gòu)件風(fēng)力載荷的方法，包括如下步驟：

S1、設(shè)計(jì)或測量如下參數(shù)

D——圓管支撐構(gòu)件的直徑；

V_k——設(shè)計(jì)風(fēng)速；

α——圓管支撐構(gòu)件與風(fēng)向的夾角；

L——圓管支撐構(gòu)件的長度；

H——圓管支撐構(gòu)件低端與海平面的距離；

β——圓管支撐構(gòu)件與海平面的夾角；

ds——圓管支撐構(gòu)件上任一微段的長度；

s——圓管支撐構(gòu)件上任一微段ds與圓管支撐構(gòu)件低端的距離，即積分表達(dá)

式的積分變量；

S2、基于如下公式獲得圓管支撐構(gòu)件上的風(fēng)力載荷：

本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，提出了用于精確計(jì)算海洋工程中圓管支撐構(gòu)件風(fēng)力載荷的公式，不僅提高了計(jì)算結(jié)果的精確程度，還提高了計(jì)算效率，為后續(xù)設(shè)計(jì)工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1是海洋工程中圓管支撐構(gòu)件及幾何參數(shù)示意圖。

圖2是實(shí)施例的圓管支撐構(gòu)件及幾何參數(shù)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明根據(jù)風(fēng)速隨著距離海平面高度增加而增大的函數(shù)，通過積分方法推導(dǎo)出一種圓管支撐構(gòu)件風(fēng)力載荷的精確計(jì)算公式。將海洋工程中的圓管支撐構(gòu)件的各項(xiàng)幾何參數(shù)代入本發(fā)明研發(fā)的計(jì)算公式即可精確、高效地求出圓管支撐構(gòu)件所受到的風(fēng)力載荷。

式中各幾何參數(shù)如附圖1所示，具體定義如下：

F_w——圓管支撐構(gòu)件受到的風(fēng)力載荷；

D——圓管支撐構(gòu)件的直徑；