[发明专利]一种多模块平台连接器载荷逆推方法

说明书

本发明公开了一种多模块平台连接器载荷逆推方法，涉及船舶工程技术领域，通过每个监测点的应力响应谱结合三维水弹性计算数据和实测波浪谱推导出对应的实际海况下连接器的第二载荷响应谱短期有义值，再结合三维水弹性计算获取的实测波浪谱下连接器的第一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，从而实现多模块连接器载荷在真实海况下的预报，该方法准确度高，为连接器载荷的预报提供了有效的试验手段。

技术领域

本发明涉及船舶工程技术领域，尤其是一种多模块平台连接器载荷逆推方法。

背景技术

连接器是多模块平台的重要部件，它起到连接各模块的关键作用，在海洋波浪环境作用下，连接器需要承受波浪载荷的作用，连接器载荷的准确评估对连接器的设计起到十分重要的作用。数值计算和试验测试是连接器载荷评估的两种有效手段。数值计算方法主要通过在有限元模型中建立连接器模型，采用三维水弹性方法计算连接器载荷。试验测试通过在实际海况下监测连接器的载荷变化来评估、预报连接器在不同海况条件下所承受的波浪载荷。但在实际试验测试中直接对连接器载荷进行监测存在巨大的困难。因此，一种间接性替代方法应运而生。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种多模块平台连接器载荷逆推方法，本方法基于三维水弹性计算数据、连接器周边区域监测点应力响应和实测波浪谱，通过逆推获得连接器载荷各权重系数，从而实现多模块平台连接器载荷在真实海况下的预报。

本发明的技术方案如下：

一种多模块平台连接器载荷逆推方法，在连接器周边结构上布置应力监测点，通过监测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；

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应力监测点的实测应力响应谱，并根据模态载荷、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。

其进一步的技术方案为，根据模态载荷、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；

根据第二载荷传递函数计算实际海况下连接器的第二载荷响应谱短期有义值。

其进一步的技术方案为，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。