[發(fā)明專利]一種船舶結(jié)構(gòu)冗余度模擬計(jì)算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210545383.5
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114707252A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷家揚(yáng);楊明山;渠基順;張忠宇;李明昊;丁建亮;張奇英;李榮;萬家平
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué);江蘇科技大學(xué)海洋裝備研究院;招商局重工(江蘇)有限公司;招商局金陵船舶（江蘇）有限公司;南通中遠(yuǎn)海運(yùn)船務(wù)工程有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 盧華強(qiáng)

1.一種船舶結(jié)構(gòu)冗余度模擬計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟:

S1、確定出船舶關(guān)鍵受力區(qū)域，且選取易受損的待測試船舶取樣段；

S2、對船舶整船建立有一次限元數(shù)值模型，且對其進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化；

S3、對一次有限元數(shù)值模型施加“100％靜載荷+100％動(dòng)載荷”，分析未受損態(tài)待測試船舶取樣段相對應(yīng)區(qū)域的應(yīng)力情況，確定其最大工作應(yīng)力σ_I；

S4、對一次有限元數(shù)值模型進(jìn)行局部修改以生成二次有限元數(shù)值模型，具體為：對未受損態(tài)待測試船舶取樣段進(jìn)行人為破壞以形成受損態(tài)待測試船舶取樣段；

S5、對二次有限元數(shù)值模型進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化；

S6、對二次有限元數(shù)值模型施加“100％靜載荷+80％動(dòng)載荷”，分析受損態(tài)待測試船舶取樣段相對應(yīng)區(qū)域的應(yīng)力情況，確定其最大工作應(yīng)力σ_D；

S7、求解出待測試船舶取樣段的最大工作應(yīng)力影響系數(shù)σ_D/σ_I；

S8：對未受損態(tài)待測試船舶取樣段施加多點(diǎn)純軸向施壓載荷并展開試驗(yàn)，確定其極限強(qiáng)度U_I；

S9：完全參照步驟S4中所呈現(xiàn)出的人為破壞形式，以將未受損態(tài)待測試船舶取樣段改型為受損態(tài)待測試船舶取樣段；且類比于步驟S8，確定出受損態(tài)待測試船舶取樣段的極限強(qiáng)度U_D；

S10、求解出待測試船舶取樣段的極限強(qiáng)度影響系數(shù)U_D/U_I；

S11：推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)冗余度γ：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶結(jié)構(gòu)冗余度模擬計(jì)算方法，其特征在于，在步驟S2中，對一次有限元數(shù)值模型進(jìn)行粗略網(wǎng)格化，且對未受損態(tài)待測試船舶取樣段進(jìn)行局部精細(xì)網(wǎng)格化。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶結(jié)構(gòu)冗余度模擬計(jì)算方法，其特征在于，在步驟S5中，對二次有限元數(shù)值模型進(jìn)行粗略網(wǎng)格化，且對受損態(tài)待測試船舶取樣段進(jìn)行局部精細(xì)網(wǎng)格化。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶結(jié)構(gòu)冗余度模擬計(jì)算方法，其特征在于，在步驟S4中，在未受損態(tài)待測試船舶取樣段的應(yīng)力集中區(qū)域開設(shè)有割裂缺口以形成受損態(tài)待測試船舶取樣段。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的船舶結(jié)構(gòu)冗余度模擬計(jì)算方法，其特征在于，在步驟S8和S9中，均借助于實(shí)驗(yàn)裝置以求出未受損態(tài)待測試船舶取樣段的極限強(qiáng)度U_I以及受損態(tài)待測試船舶取樣段的極限強(qiáng)度U_D；所述實(shí)驗(yàn)裝置包括有基礎(chǔ)框、夾緊單元、施壓單元以及力采集單元；所述基礎(chǔ)框用來容置未受損態(tài)待測試船舶取樣段或受損態(tài)待測試船舶取樣段；所述夾緊單元與所述基礎(chǔ)框相配套應(yīng)用，且協(xié)同作用以實(shí)現(xiàn)對未受損態(tài)待測試船舶取樣段或受損態(tài)待測試船舶取樣段的初步定位操作；所述施壓單元亦與所述基礎(chǔ)框相配套應(yīng)用，以向著未受損態(tài)待測試船舶取樣段或受損態(tài)待測試船舶取樣段施加軸向施壓載荷；所述力采集單元用來實(shí)時(shí)地采集所述施壓單元所輸出的軸向施壓載荷。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶結(jié)構(gòu)冗余度模擬計(jì)算方法，其特征在于，所述施壓單元由多組推力發(fā)生件構(gòu)成；所述力采集單元包括有壓力傳感器與數(shù)據(jù)采集器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的船舶結(jié)構(gòu)冗余度模擬計(jì)算方法，其特征在于，所述推力發(fā)生件為液壓千斤頂、氣壓千斤頂或線性推力模組。