[發明專利]一種船舶設備高精度沖擊計算方法及系統

在審

• 申請號: 202010536807.2
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111753448A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 馬炳杰;丁建軍;王志剛;王舒楠;閆超群;范國棟
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一一研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/15;G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種船舶設備高精度沖擊計算方法，其特征在于，包括：

步驟M1：通過隔振抗沖元件沖擊剛度試驗測試，獲得元件沖擊特性F-S曲線；

步驟M2：在有限元軟件中根據獲得元件沖擊特性F-S曲線，建立準確的船舶設備沖擊計算模型；

步驟M3：利用沖擊載荷對船舶設備沖擊計算模型進行載荷施加；

步驟M4：對船舶設備沖擊計算模型載荷施加后，對船舶設備進行響應評估；

所述船舶設備沖擊計算模型包括隔振器、限位器、中間質量，隔振器和限位器采用彈簧單元模擬；

所述元件沖擊特性F-S曲線是指隔振抗沖元件沖擊特征力傳感器測量沖擊過程中的動態力和激光位移傳感器測量沖擊過程中的被測元件的垂向實時變形情況曲線。

2.根據權利要求1所述的船舶設備高精度沖擊計算方法，其特征在于，所述步驟M1包括：

步驟M1.1：采用力傳感器測量沖擊過程中的動態力，采用激光位移傳感器測量沖擊過程中的被測元件的垂向實時變形情況，采用LMS數據采集儀對沖擊測試數據進行采集分析；

步驟M1.2：對隔振抗沖元件進行預實驗，使隔振抗沖元件調整至預設狀態；

步驟M1.3：隔振抗沖元件調整至預設狀態后，對隔振抗沖元件做不同沖擊輸入速度下的沖擊試驗，并記錄沖擊數據；

步驟M1.4：將記錄的沖擊數據的力傳感器測量沖擊過程中的動態力和激光位移傳感器測量沖擊過程中的被測元件的垂向實時變形情況加以低通濾波，然后擬合不同沖擊輸入速度下的F-S曲線，獲取元件沖擊特性F-S曲線。

3.根據權利要求1所述的船舶設備高精度沖擊計算方法，其特征在于，所述步驟M2包括：

步驟M2.1：在有限元軟件中將隔振抗沖元件與基座、中間質量進行連接；

步驟M2.2：對隔振抗沖元件進行強非線性模擬；

所述隔振抗沖元件包括隔振器和限位器；

所述步驟M2.1包括：將所述隔振抗沖元件等效為彈簧阻尼單元，在基座和中間質量上選取與隔振器上下面板同等面積的區域，然后在當前區域的中心位置處創建一個節點，節點與區域采用分布式耦合方式連接，之后區域中心處節點與彈簧連接；

所述步驟M2.2包括：隔振器選用元件沖擊特性F-S曲線，定義彈簧的變形與受力關系；模擬限位器的彈簧單元根據限位間隙設定限位器受力零位，超過限位間隙后根據限位器剛度設定F-S曲線。

4.根據權利要求1所述的船舶設備高精度沖擊計算方法，其特征在于，所述步驟M3包括：

步驟M3.1：根據實船沖擊試驗獲取的沖擊載荷和/或現行標準給出的沖擊載荷，將沖擊載荷定義為加速度-時間歷程曲線，并以沖擊載荷時間歷程曲線和沖擊載荷加速度曲線形式給出；

步驟M3.2：釋放船舶設備沖擊計算模型中隔振抗沖元件作用方向的自由度，約束沖擊作用方向之外的自由度，在隔振器和限位器的底部施加沖擊載荷時間歷程曲線。

5.根據權利要求1所述的船舶設備高精度沖擊計算方法，其特征在于，所述步驟M4包括：按照船舶設備沖擊計算模型中的固有頻率，根據歸一化原則識別出沖擊方向的一階模態頻率，并以一階模態頻率的預設值倍數進行沖擊載荷加速度曲線和沖擊載荷時間歷程曲線濾波，得到的加速度峰值視為“靜G法”中的加速度值，根據“靜G法”中的加速度評估船舶設備的抗沖擊能力。

6.一種船舶設備高精度沖擊計算系統，其特征在于，包括：

通過隔振抗沖元件沖擊剛度試驗測試，獲得元件沖擊特性F-S曲線；

模塊M2：在有限元軟件中根據獲得元件沖擊特性F-S曲線，建立準確的船舶設備沖擊計算模型；

模塊M3：利用沖擊載荷對船舶設備沖擊計算模型進行載荷施加；

模塊M4：對船舶設備沖擊計算模型載荷施加后，對船舶設備進行響應評估；

所述船舶設備沖擊計算模型包括隔振器、限位器、中間質量，隔振器和限位器采用彈簧單元模擬；

所述元件沖擊特性F-S曲線是指隔振抗沖元件沖擊特征力傳感器測量沖擊過程中的動態力和激光位移傳感器測量沖擊過程中的被測元件的垂向實時變形情況曲線。