[發明專利]海洋工程結構物多軸疲勞應力監測方法

在審

• 申請號: 202110010370.3
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112836402A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 周雷;劉剛;黃一;王巍巍;李天戈;張振興;張陽;李政潤;張傳杰;劉永波
• 申請（專利權）人: 海洋石油工程股份有限公司;大連理工大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京東方靈盾知識產權代理有限公司 11506
• 代理人: 鄭利華

1.一種海洋工程結構物多軸疲勞應力監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對結構物易產生疲勞破壞的疲勞關鍵位置進行應力分析，找出其在實際工作狀態下的主要受載形式；

S2、建立疲勞關鍵位置的有限元模型，將分析得到的簡單受載形式分別加載到結構物上，得到疲勞熱點處的熱點應力[σ_h]；

S3、在遠離疲勞熱點處布置應變傳感器，得到可以表征各簡單受載形式的特征應力[σ_e]；

S4、根據各簡單受載形式之間的線性關系，列出應力轉換方程，得到特征應力[σ_e]和熱點應力[σ_h]之間的轉換矩陣[C]；

S5、將所述結構物受實際載荷作用時監測得到的特征應力[σ_e,real]和計算得到的轉換矩陣[C]相乘，得到實際載荷作用下結構物的疲勞熱點處應力[σ_h,real]。

2.根據權利要求1所述的海洋工程結構物多軸疲勞應力監測方法，其特征在于，步驟S1中，所述結構物實際工作狀態下的主要受載形式為彎曲、拉伸、扭轉等簡單載荷形式其中的一種或多種組合形式。

3.根據權利要求1所述的海洋工程結構物多軸疲勞應力監測方法，其特征在于，步驟S3中，針對具有多軸受力特點的疲勞關鍵位置，在遠離該疲勞熱點的區域布置多個傳感器，以得到該疲勞熱點處全部的應力分量進行多軸疲勞分析。

4.根據權利要求3所述的海洋工程結構物多軸疲勞應力監測方法，其特征在于，假定不同形式的受力是線性無關的，則所述結構物在實際工作狀態下的受力形式為各簡單受力形式的線性組合。

5.根據權利要求1-4任一項所述的海洋工程結構物多軸疲勞應力監測方法，其特征在于，步驟S4中，基于監測得到的特征應力向量[σ_e]和熱點處應力向量[σ_h]的轉換關系為：

[C]*[σ_e]＝[σ_h]

其中，

表示監測得到的第i個特征應力，為第i個應力分量。

6.根據權利要求5所述的海洋工程結構物多軸疲勞應力監測方法，其特征在于，轉換矩陣的計算方法如下：

[C]*[σ_E]＝[σ_H]

其中，

為在第j種簡單受力形式作用下的第i個特征應力，為第j個簡單受力形式下熱點處的第i個應力分量；[σ_E]、[σ_H]式表示結構實際受力情況分解為n種受力形式共同作用，每一種都會在熱點處產生9個應力分量，則轉換矩陣[C]的計算方法如下：

[C]＝[σ_H]*[σ_E]^-1。