[發明專利]超大型集裝箱船ABS船模波浪載荷測量梁及測量方法

有效

• 申請號: 201910987037.0
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN110579335B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 蔣彩霞;趙南;司海龍;劉俊杰;胡嘉駿
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01L5/00
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

1.一種超大型集裝箱船ABS船模波浪載荷測量梁，其特征在于：包括橫貫船身(4)的U型梁(3)，于U型梁(3)的兩側內壁上對稱設置若干組上下相對的抗扭箱(309)和舷側附加板(310)，各組抗扭箱(309)均固接于U型梁(3)的頂端，各組舷側附加板(310)均固接于U型梁(3)中部的側壁內側，于各組抗扭箱(309)的上方、相對各組抗扭箱(309)設置若干根木橫梁(5)，所述各組抗扭箱(309)均通過螺栓(6)連接木橫梁(5)，所述各木橫梁(5)均固接于船身(4)內腔上部；

所述U型梁(3)的一端沿船身(4)頭部形狀向內側收縮形成錐狀結構；

所述各舷側附加板(310)的一端與U型梁(3)的側壁連接，另一端向船身(4)內側延伸形成細長的板狀結構，各舷側附加板(310)均平行設置；

于所述U型梁(3)的外周還設置若干個包裹U型梁(3)的加強框架(7)；

于各組抗扭箱(309)的上表面分別設置第一測點(301)和第二測點(302)，于U型梁(3)兩側壁與U型梁(3)底面的連接處外側分別設置第三測點(303)和第四測點(304)，于U型梁(3)對稱線的兩側、在U型梁(3)底面的外側分別設置第五測點(305)和第六測點(306)，于各組舷側附加板(310)與兩側壁的連接處外側分別設置第七測點(307)和第八測點(308)；

于船身(4)內部還等間隔設置若干面橫艙壁(2)；

所述超大型集裝箱船ABS船模波浪載荷測量梁進行測量的方法，包括以下步驟：

第一步：安裝U型梁和第一至第八測點，應變片S₁～S₈分別安裝于第一至第八測點；

第二步：記錄各測點的S₁～S₈的應力值；

第三步：通過解耦算法將所測應力轉換為船模載荷值；通過應變片S₅和S₆所測應力得到垂向彎矩M_V，通過應變片S₇和S₈所測應力得到水平彎矩M_H，通過應變片S₁和S₂或者應變片S₃和S₄所測應力得到扭矩M_T，將所測得的應力通過解耦關系換算到船模實際所受到的載荷值的方法即為解耦算法；

根據集裝箱船波浪載荷模型測試需求，分別給出波浪載荷模型試驗中的垂向載荷、水平載荷以及扭轉載荷的測量方法；數據分離過程中，定義垂向彎矩為中垂時為正，水平彎矩為左舷受拉為正，扭矩為從艏向艉看為順時針為正，即艏部M_T方向為指向x軸正向；

垂向彎矩

式中：y_z為中和軸高度，I_y為垂向慣性矩，σ_i為測量得到的測點i的應力值(i＝1,2,5,6)；

水平彎矩

式中：B為測量梁半寬，I_xx為水平慣性矩，σ_i為測量得到的測點i的應力值(i＝7,8)；

扭矩M_T通過解耦后的翹曲應力獲得；

σ_Ti＝σ_i-σ_Vi-σ_Hi-σ_i'(i＝1,2,3,4)……………………………………(3)

式中：σ_i為測量得到的測點i的應力值；σ_Vi為垂向彎矩產生的應力值；σ_Hi為水平彎矩產生的應力值；σ_i'為由于結構的非完全對稱時載荷垂向彎矩和水平彎矩耦合產生的應力；σ_Ti為翹曲應力；

σ_i'＝K_1iM_h-K_2iM_V-K_3iM_hM_V+K_4iM_T……………………………………(4)

式中：K_1i，K_2i為測量梁在水平和垂向純彎曲狀態下的標定系數，K_3i為水平和垂向彎矩聯合作用下的標定系數，K_4i為扭矩作用下的標定系數。