[发明专利]大型封闭结构受风载作用刚度强度测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种测试方法，具体地说是强度测试方法。

背景技术

船舶设计风速较高，加上大型封闭式结构的受风面积大，其承受的风载的作用较大。许多重要部位出于隐身、减重等因素的考虑，采用了薄壁无加强筋结构，刚度较低，尤其是采用复合材料的部位（桅杆等）刚度较低，在风载作用下存在刚度强度问题，需要进行考核。

由于大型封闭结构的尺度较大，现有的风洞无法进行大型封闭结构的风载测试。采用缩比模型风洞试验可以对其风载特性进行研究，但无法反映大型封闭结构的结构响应。为对大型封闭结构在风载作用下的结构安全性进行考核，需要寻求新的试验方案。

发明内容

本发明的目的在于提供解决了船体上层建筑中大型封闭结构风力作用下的刚度强度测试无法开展的难题的大型封闭结构受风载作用刚度强度测试方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明大型封闭结构受风载作用刚度强度测试方法，其特征是：

（1）布置应变测点和位移测点：

确定不同工况下大型封闭结构中所关注区域的应力分布，将所关注部位确定为最终的应变测点；依据风载作用下大型封闭结构的变形特征布置位移测点，封闭结构外板变形由变形最大位置处向外辐射，位移梯度在靠近板变形最大位置处大，在该位置布置位移测点；

（2）布置加载点：

利用多点加载代替均匀加载，且两种加载最大变形和最大应力相差不超过5%，在满足大出力加载系统承载能力的条件下，确定加载点数量，依据加载点数量，将加载面均分，得到加载点的具体位置；

（3）安装大出力模拟风力加载系统：

大出力模拟风力加载系统包括反力支架和大出力加载装置，大出力加载装置一端通过钢制圆盘粘贴到大型封闭结构上，另一端与反力支架相连接，反力支架固定在基座上，反力支架为内置式；

（4）数据处理：

通过静态应变采集仪记录应变测点的应变响应，通过千分尺测量位移测点的位移响应，并记录数据，通过材料应力应变关系将应变数据转化成应力，依据材料强度进行结构强度的分析，即结构的最大承载能力分析，通过记录位移测点的挠度，依据大型封闭结构刚度设计准则进行结构刚度的分析判断，即结构的最大变形分析，对于只承受拉力或压力作用的区域，直接通过所测得的应变和位移进行分析，对于同时存在拉力作用和压力作用的区域，用风载压力代替风载拉力，通过大出力加载装置分别施加拉力和压力载荷，分别测试这两种条件下结构的应变和位移响应，对风载压力代替风载拉力测试的响应数据进行反方向处理，然后对拉力作用和压力作用下结构的应变和位移响应进行叠加，最终得到同时存在拉力和压力条件下结构的应变和位移响应。

本发明还可以包括：

1、反力支架的最大变形符合以下要求：

ωf≤13ωs]]>

其中ω_f为反力支架的最大变形，ω_s为结构的最大变形。

2、所述的钢制圆盘表面除锈，表面平整光滑；大型封闭结构表面与钢制圆盘进行粘贴的区域通过砂纸进行打磨，该区域经过打磨后，用丙酮进行表面清理，丙酮清理完成以后等到清洗的表面干燥以后再进行粘贴；对于在潮湿环境中使用大出力加载系统，通过在圆盘边缘涂抹704防水胶进行防水处理。

本发明的优势在于：本发明可靠、经济、易操作、精度高，解决了船体上层建筑中大型封闭结构风力作用下的刚度强度测试无法开展的难题。

附图说明

图1为反力支架内置加载示意图；

图2为大出力模拟风力加载系统加载示意图；

图3为压力和拉力联合作用测试原理图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～3，本发明的具体步骤为：

1、测点布置

测点布置包括测点数量及位置的确定，测点类型包括位移测点和应变测点。

（1）应变测点数量及位置通过以下方法确定