[發(fā)明專(zhuān)利]三相耦合囊式浮橋抗波浪沖擊性能檢測(cè)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810827356.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109141797A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樓云鋒;金先龍;馬志強(qiáng);李俊杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M7/08
• 分類(lèi)號(hào): G01M7/08
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發(fā)明涉及一種三相耦合囊式浮橋抗波浪沖擊性能檢測(cè)方法及系統(tǒng)，根據(jù)囊式浮橋設(shè)計(jì)圖提取承載板、囊體、裙帶幾何參數(shù)以及軸線空間幾何參數(shù)；根據(jù)囊式浮橋?qū)嶋H材料提取材料參數(shù)；根據(jù)水文信息提供環(huán)境參數(shù)；利用材料、環(huán)境及設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)建立全三維囊式浮橋模型，采用罰函數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)流固耦合與結(jié)構(gòu)接觸，結(jié)合浮橋靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)校核計(jì)算參數(shù)，并采用數(shù)值造波技術(shù)進(jìn)行浮橋抗波浪沖擊的安全性檢測(cè)。本發(fā)明解決了囊式浮橋設(shè)計(jì)過(guò)程中抗波浪沖擊性能檢測(cè)問(wèn)題，且該方法簡(jiǎn)單、易行，加深囊式浮橋結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布情況認(rèn)識(shí)，有效提高設(shè)施設(shè)計(jì)效率，減少了試驗(yàn)的隨機(jī)性與資金的投入。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測(cè)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種三相耦合囊式浮橋抗波浪沖擊性能檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

新型囊式浮橋?yàn)槊绹?guó)海軍于2008年率先研制的新型浮橋，該新型浮橋采用空氣填充作為浮體的方式。由于其自重大大降低，波浪沖擊時(shí)會(huì)發(fā)生較大的位移，從而對(duì)浮橋通行能力造成影響。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究如果通過(guò)實(shí)物試驗(yàn)加以完成，設(shè)計(jì)成本很高。因此，迫切需要一套三相耦合囊式浮橋抗波浪沖擊性能檢測(cè)方法，能夠指導(dǎo)囊式浮橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)能夠減少試驗(yàn)費(fèi)用。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有方法的檢索發(fā)現(xiàn)，除了采用物理試驗(yàn)外，在處理流體外部載荷問(wèn)題時(shí)，一般將流體載荷簡(jiǎn)化為均勻作用在浮橋表面上的激勵(lì)力，而且未考慮流體與浮橋結(jié)構(gòu)的耦合作用。例如，上海交通大學(xué)的王琮等人在《上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)》發(fā)表了“波浪作用下帶式舟橋的水彈性分析”，該文將波浪的作用簡(jiǎn)化為均勻作用在浮橋表面上的激勵(lì)力預(yù)測(cè)浮橋抗波浪沖擊性能，證實(shí)了這種數(shù)值模擬有效的預(yù)測(cè)了波浪與浮橋耦合作用情況。

然而這些浮橋抗波浪沖擊性能檢測(cè)方法還存在以下幾點(diǎn)不足：

1)針對(duì)囊式浮橋抗波浪沖擊性能的檢測(cè)缺少；

2)測(cè)試中將波浪的作用簡(jiǎn)化為均勻作用在浮橋表面上的激勵(lì)力；

3)不能對(duì)三相耦合作用進(jìn)行預(yù)演測(cè)試；

4)此外，該類(lèi)型的物理試驗(yàn)費(fèi)用相當(dāng)高。在進(jìn)一步的檢索中，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明主題相同或者類(lèi)似的文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種三相耦合囊式浮橋抗波浪沖擊性能檢測(cè)方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種三相耦合囊式浮橋抗波浪沖擊性能檢測(cè)方法，包括如下步驟：

三維幾何參數(shù)提供步驟：根據(jù)囊式浮橋的承載板、囊體、裙帶設(shè)計(jì)幾何參數(shù)以及軸向空間幾何參數(shù)，提供囊式浮橋三維幾何參數(shù)；

材料性能參數(shù)提供步驟：根據(jù)浮橋承載板、囊體、裙帶、鉸鏈結(jié)構(gòu)材料，提供囊式浮橋材料性能參數(shù)；

環(huán)境信息提供步驟：根據(jù)水文信息，提供囊式浮橋抗波浪沖擊性能檢測(cè)的環(huán)境信息；

建模步驟：利用囊式浮橋的三維幾何參數(shù)、材料性能參數(shù)以及環(huán)境信息建立全三維囊式浮橋模型；

檢測(cè)步驟：通過(guò)建立的模型，實(shí)現(xiàn)流固耦合與結(jié)構(gòu)接觸，結(jié)合浮橋靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)校核計(jì)算參數(shù)，采用數(shù)值造波技術(shù)進(jìn)行浮橋抗波浪沖擊的安全性檢測(cè)。

優(yōu)選地，所述設(shè)計(jì)幾何參數(shù)包括氣囊的直徑、厚度以及主體長(zhǎng)度；承載板的長(zhǎng)度、寬度以及厚度；前擋浪墻高程、后擋浪墻高程；裙帶的長(zhǎng)度、寬度以及厚度；

所述軸向空間幾何參數(shù)包括浮橋總長(zhǎng)度和相鄰承載板之間通過(guò)鉸鏈連接后存在的間隙。

優(yōu)選地，所述裙帶結(jié)構(gòu)為囊體與承載板之間的連接結(jié)構(gòu)；

所述鉸鏈結(jié)構(gòu)為相鄰承載板之間通過(guò)鉸鏈連接的連接結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述水文信息為浮橋工作環(huán)境中波浪和潮位資料，包括規(guī)則波波高、波長(zhǎng)、波周期、水深；孤立波波高、水深以及非規(guī)則波Jonswap波譜能量尺度參數(shù)、譜峰升高因子、譜峰頻率、有效波高。