【技术实现步骤摘要】
一种绑扎系统及集装箱堆垛非线性动态响应试验测试方法
本专利技术涉及机械制造及结构力学领域，尤其是涉及一种在实验室条件下实现集装箱船上绑扎系统和集装箱堆垛非线性动态力学行为测试的方法。
技术介绍
如今，全世界约90％的非散货海上运输都是通过集装箱实现的，海洋运输业的快速发展，将使得未来交付大量的集装箱船，当遭遇恶劣海况时，船体将产生较大的横摇角并伴随明显的纵摇运动，造成每年数以万计的集装箱丢失和损坏。但是，目前各船级社规范中，关于绑扎系固安全计算的标准和计算大多数是基于静态载荷，比如CCS和LR规范中仅计算堆垛在最大横摇角度的时刻，堆垛的变形及各绑扎组件上的载荷状况，是一种基于经验公式的静态计算方法，这不符合集装箱运输中的实际情况，长期使用这些标准可能会低估作用在集装箱堆垛及其系固设备上的载荷，因此，集装箱损失和破坏的机理研究是一个非常值得深入探讨的话题。为了理解隐藏在集装箱损失和绑扎系统崩溃的背后原因，必须妥善解决集装箱堆垛的动态响应问题，目前主要采用的方式是采用梁单元构建集装箱堆垛系统的简化有限元模型，调整系统的最...
【技术保护点】
1.一种绑扎系统及集装箱堆垛非线性动态响应试验测试方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)进行有限元分析获取集集装箱的特征属性，并构建集装箱的缩尺模型；/n2)进行绑扎组件的有限元分析，并构建绑扎组件的缩尺模型；/n3)进行钮锁的有限元分析，并构建钮锁的缩尺模型；/n4)构建动态试验装置并选择绑扎装置和集装箱堆垛试验系统的输入输出变量；/n5)构建绑扎装置和集装箱堆垛试验系统并进行传感器的布置；/n6)设定绑扎系统和集装箱堆垛动态试验的横摇和纵摇参数，并构建绑扎系统和堆垛数值模型进行瞬态分析；/n7)进行绑扎装置和集装箱堆垛试验，采集并处理试验数据；/n8)数值模拟结果与试...
【技术特征摘要】
1.一种绑扎系统及集装箱堆垛非线性动态响应试验测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)进行有限元分析获取集集装箱的特征属性，并构建集装箱的缩尺模型；
2)进行绑扎组件的有限元分析，并构建绑扎组件的缩尺模型；
3)进行钮锁的有限元分析，并构建钮锁的缩尺模型；
4)构建动态试验装置并选择绑扎装置和集装箱堆垛试验系统的输入输出变量；
5)构建绑扎装置和集装箱堆垛试验系统并进行传感器的布置；
6)设定绑扎系统和集装箱堆垛动态试验的横摇和纵摇参数，并构建绑扎系统和堆垛数值模型进行瞬态分析；
7)进行绑扎装置和集装箱堆垛试验，采集并处理试验数据；
8)数值模拟结果与试验结果进行对比，根据对比结果进行数值模型的修正。
2.根据权利要求1所述的一种绑扎系统及集装箱堆垛非线性动态响应试验测试方法，其特征在于，所述的步骤1)中，通过构建集装箱的有限元模型进行有限元分析，所述的集装箱的有限元模型采用四边形和三角形板单元构建，集装箱的特征属性具体包括质量、惯性矩、开口端的横向刚度、闭口端的横向刚度、框架纵向刚度、扭转刚度、抗侧刚度、模态频率和振型，构建集装箱的缩尺模型满足特征属性的相似性。
3.根据权利要求1所述的一种绑扎系统及集装箱堆垛非线性动态响应试验测试方法，其特征在于，所述的步骤2)中，绑扎组件包括绑扎杆和花篮螺丝，将集装箱堆垛系固定到甲板或舱口盖上，并且通过静力学分析获取绑扎组件原型结构的刚度，考虑到绑扎组件的结构特征为只能承受拉伸载荷，对压缩载荷无效，在构建绑扎组件的缩尺模型时，采用相同拉伸刚度的钢丝绳代替绑扎组件，钢丝绳的刚度Krod根据以下公式计算：
其中，Arod为钢丝绳的横截面积，Erod为弹性模量，Lrod为长度。
4.根据权利要求1所述的一种绑扎系统及集装箱堆垛非线性动态响应试验测试方法，其特征在于，所述的步骤3)中，考虑钮锁的拉伸刚度和剪切刚度，扭锁和角铸件之间存在垂直和水平方向的间隙，在扭锁完全张紧之前允许集装箱发生垂直分离和水平滑动，在构建钮锁的缩尺模型时，通过数值模拟获取水平和垂直方向的非线性数学模型，并基于获取的拉伸和剪切刚度构建缩尺模型。
5.根据权利要求1所述的一种绑扎系统及集装箱堆...
【专利技术属性】
技术研发人员：王德禹，李春通，马宁，蔡忠华，李喆，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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