[發明專利]一種集裝箱綁扎受力計算系統及其分析方法

在審

• 申請號: 201810163450.0
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108170999A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 胡敏;姜晨暉;江嘯;鄭豐;馬濤
• 申請（專利權）人: 中船第九設計研究院工程有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅

1.一種集裝箱綁扎受力計算系統，其特征在于該受力計算系統由參數接收模塊、圖形建模模塊、受力計算模塊、結果輸出模塊和數據保存模塊組成，所述參數接收模塊將接受的船體、集裝箱、綁扎設備數據和氣象、航線信息以及各大船級社綁扎規范所需參數分別輸入圖形建模模塊、受力計算模塊和數據保存模塊；所述圖形建模模塊將輸入的參數及信息對集裝箱型號、重量、排布、綁扎橋、綁扎和拉壓樣式進行可視化的圖形建模，并將創建的集裝箱綁扎數據模型分別輸至受力計算模塊、結果輸出模塊和數據保存模塊；所述受力計算模塊根據參數接收模塊獲取的信息和圖形建模模塊建立的數據模型，計算每個集裝箱的各項受力，并將計算結果輸入結果輸出模塊；所述結果輸出模塊將輸入的計算結果展現于圖形建模中，判斷與閥值的關系，標記出越界情況，并以圖表或報告形式直接輸至至用戶和數據保存模塊進行存儲；所述數據保存模塊將輸入的信息、數據及圖形轉成結構化的數據后保存至可存儲介質中進行存儲。

2.根據權利要求1所述集裝箱綁扎受力計算系統，其特征在于所述圖形建模模塊包括：以簡單的幾何形狀表示集裝箱、綁扎橋、綁扎桿、拉壓器械、風力和浪力；可將獲取的排布層數、列數和集裝箱型號一次性在圖形界面中繪制所有集裝箱；可選取單個或框選多個集裝箱進行設置集裝箱型號、重量、以及刪除箱體、占用位置的操作以滿足集裝箱實際排布；可選取單個或框選多個集裝箱繪制各個箱角多個方向的綁扎桿及拉壓元件，并設置與其相關參數；可選取單個或框選多個集裝箱繪制多方向的浪力；可根據集裝箱的排布樣式自動繪制風力；可復制單個集裝箱的綁扎樣式以及粘貼至其他單個或多個集裝箱。

3.根據權利要求1所述集裝箱綁扎受力計算系統，其特征在于所述受力計算模塊包括：可計算挪威及德國勞氏船級社（DNVGL）、英國勞氏船級社（LR）、中國船級社（CCS）、美國船級社（ABS）、法國船級社（BV）和日本船級社（NK）船級社規范中要求考查的力、位移和形變；可計算甲板上集裝箱有無綁扎、風力、浪力情況下集裝箱的裝載受力，每個箱體在x、y、z軸向受到的加速度、力、位移和形變、每個箱角所受拉壓力、剪切力和綁扎桿受力，以及各大船級社規定所需考查的力；可計算貨艙內僅有拉壓系統、貨艙內僅有導軌或貨艙內導軌與拉壓系統混合時集裝箱的裝載受力，每個箱體在x、y、z軸向受到的加速度、力、位移和形變，每個箱角所受拉壓力、剪切力、導軌受力和拉壓元件受力，以及各大船級社規定所需考查的力；可計算集裝箱不規則排布、頂部集裝箱缺失、底部集裝箱被占用以及中間列缺失情況下集裝箱的裝載受力。

4.一種權利要求1所述集裝箱綁扎受力計算系統的分析方法，其特征在于該方法采用圖形化對集裝箱的排布、綁扎橋、綁扎桿、拉壓元件位置以及風力、浪力信息建立集裝箱綁扎受力模型，根據圖形化建模界面中的顯示，對每個箱體受力數據進行分析，判斷綁扎后的集裝箱是否越界，并實時調整圖形建模或參數，直至集裝箱的綁扎滿足各大船級社的綁扎規范，集裝箱具體裝載受力分析按下述步驟進行：

a、數據的錄入

采用參數接收模塊將船體、集裝箱、綁扎設備數據和氣象、航線信息以及各大船級社綁扎規范所需的參數一一錄入電腦；

b、創建數據模型

采用圖形建模模塊對接受的集裝箱排布、綁扎橋、綁扎桿、拉壓器械位置以及風力、浪力信息進行圖形化建模，創建集裝箱綁扎的數據模型，并以圖形化顯示每個箱體的受力情況及數據；

c、綁扎受力分析

采用受力計算模塊對所接受的參數信息和圖形化集裝箱綁扎模型對每一箱體在x、y、z軸向受到的加速度、力、位移和形變進行計算，將計算得到每個箱角所受拉壓力、剪切力、綁扎桿受力和拉壓元件受力，以及各大船級社規定所需考查的力與各大船級社規范的極限值進行比較和分析，判斷綁扎后的集裝箱是否越界，以圖表形式展示每個集裝箱受到的各項力，對超過規定值的力通過變色予以提示，并實時調整圖形建模或參數，直至集裝箱滿足各大船級社的綁扎要求；

d、輸出集裝箱受力計算及分析結果

采用結果輸出模塊將接受的每個集裝箱各項受力、位移、形變以及越界情況以報告形式輸出并保存，保存之前將接受的參數、圖形化建模圖以及各大船級社規范中各項極限值的信息存檔，以供之后的導入重用。

5.根據權利要求1所述集裝箱綁扎受力計算系統的分析方法，其特征在于所述船體、集裝箱、綁扎設備數據和氣象、航線信息以及各大船級社綁扎規范所需的參數，包括：獲取項目名稱、作者、描述和創建日期；獲取船體長度、寬度、深度和重心；獲取集裝箱相對于船體的位置、集裝箱寬度和兩箱間隔長度；獲取綁扎橋層數和鎖具高度；獲取挪威及德國勞氏船級社（DNVGL）、英國勞氏船級社（LR）、中國船級社（CCS）、美國船級社（ABS）、法國船級社（BV）和日本船級社（NK）對綁扎受力分析中要求的天氣、航線，以及其他計算所需的參數。