[发明专利]一种多模块平台连接器载荷逆推方法

权利要求书

1.一种多模块平台连接器载荷逆推方法，其特征在于，在连接器周边结构上布置应力监测点，通过监测所述应力监测点在实际海况下的响应，获得监测点的实测应力响应谱；

所述方法包括：

建立多模块平台的RMFC模型和连接器的CFM模型，并计算各模型的模态振型，其中RMFC模型为刚性模块弹性连接有限元模型，CFM模型为三维有限元模型；

通过所述RMFC模型提取平台各振动模态对应的弹性振型和连接器的模态载荷，通过所述CFM模型提取平台各振动模态对应的弹性振型和应力监测点的模态应力；

以弹性振型为输入条件，选取适当的模态振型数量作为三维水弹性计算的输入振型，结合三维水弹性结构动力学方程计算各模型的主坐标响应；

在每个海况下，获取当前海况对应的每一个所述应力监测点的实测应力响应谱，并根据所述模态载荷、模态应力和各模型的主坐标响应逆推得到实际海况下连接器的第二载荷响应谱短期有义值，基于三维水弹性计算得到实测波浪谱下连接器的第一载荷响应谱短期有义值；

将每个海况下获取的所述第一载荷响应谱短期有义值和对应海况下各应力监测点的第二载荷响应谱短期有义值联立方程组，求解连接器载荷的各权重系数，其中所述应力监测点和海况的数量一致；

根据各权重系数预报真实海况下的连接器载荷；

其中，根据所述模态载荷、模态应力和各模型的主坐标响应逆推得到实际海况下连接器的第二载荷响应谱短期有义值，包括：

根据所述模态载荷、模态应力和各模型的主坐标响应计算连接器载荷与监测点应力之间的倍数关系；获取应力监测点在实际海况下的实际应力传递函数，并与所述倍数关系相乘得到实际海况下连接器的第二载荷传递函数；根据所述第二载荷传递函数计算所述实际海况下连接器的第二载荷响应谱短期有义值。

2.根据权利要求1所述的多模块平台连接器载荷逆推方法，其特征在于，所述基于三维水弹性计算得到实测波浪谱下连接器的第一载荷响应谱短期有义值，包括：

基于RMFC模型的三维水弹性计算获取连接器的第一载荷传递函数，根据所述第一载荷传递函数计算实测波浪谱下连接器的第一载荷响应谱短期有义值。

3.根据权利要求2所述的多模块平台连接器载荷逆推方法，其特征在于，计算所述连接器的第一载荷传递函数、连接器载荷与监测点应力之间的倍数关系，包括：

将所述模态载荷和RMFC模型的主坐标响应代入模态叠加法计算连接器的第一载荷传递函数，表达式为：

其中，F(ω)表示第一载荷传递函数对应的值；F_r(r＝7,…,m)表示第r阶模态所对应的模态载荷，m表示参与三维水弹性计算的模态振型个数；表示RMFC模型三维水弹性计算时第r阶模态所对应的主坐标响应；

将所述模态应力和CFM模型的主坐标响应代入模态叠加法计算连接器监测点的应力传递函数，表达式为：

其中，σ(ω)表示应力传递函数对应的值；σ_r(r＝7,…,m)表示第r阶模态所对应的模态应力，m表示参与三维水弹性计算的模态振型个数；表示CFM模型三维水弹性计算时第r阶模态所对应的主坐标响应；

根据所述第一载荷传递函数和应力传递函数的比值确定所述连接器载荷与监测点应力之间的倍数关系，表达式为：

λ(ω)＝F(ω)σ(ω)

其中，λ(ω)表示载荷与监测点应力之间的比值。

4.根据权利要求1所述的多模块平台连接器载荷逆推方法，其特征在于，所述获取应力监测点在实际海况下的实际应力传递函数，并与所述倍数关系相乘得到实际海况下连接器的第二载荷传递函数，包括：

根据所述实测应力响应谱和实测波浪谱计算应力监测点在实际海况下的实际应力传递函数，表达式为：

其中，σ_real(ω)表示实际海况下的实际应力传递函数，S_σ(ω)表示实测应力响应谱，S(ω)表示实测波浪谱；

计算第二载荷传递函数的表达式为：

F_real(ω)＝σ_real(ω)·λ(ω)

其中，F_real(ω)表示实际海况下连接器的第二载荷传递函数，λ(ω)表示载荷与监测点应力之间的比值。