一种极地船舶结构冰载荷的远场测量识别方法技术

本发明专利技术提供一种极地船舶结构冰载荷的远场测量识别方法，属于载荷监测识别技术领域，用于极地船舶结构冰载荷现场试验。该方法包括应变远场测量和冰载荷远场识别两部分。所述应变远场测量使用电阻应变片测量冰载荷作用区域外的应变，电阻应变片以阵列形式布放于船首、船肩或船尾部舷侧肋骨或纵桁的腹板上，应变信号通过动态应变仪记录、过滤并传输到电脑硬盘中保存；所述冰载荷远场识别为建立冰载荷作用区域外应变与区域内冰载荷之间的真实转换关系，进而准确求解出冰载荷。本发明专利技术可通过冰载荷作用区域外测得的应变信号识别出区域内的极地船舶结构冰载荷，具有空间适应性强、反演精度高等特点，在载荷监测识别技术领域具有一定的研究和应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种极地船舶结构冰载荷的远场测量识别方法
本专利技术属于载荷测量识别
，特别涉及一种极地船舶结构冰载荷的现场试验中应变测量区域与冰载荷作用区域不一致时的冰载荷测量识别方法。
技术介绍
冰载荷是极地船舶在冰区航行时受到的一种极端环境载荷，对极地船舶结构的现场监测是研究冰载荷的重要途径。一般通过在极地船舶结构与海冰频繁接触的部位安装应变传感器测量冰载荷引起的应变响应，然后采用影响系数矩阵法反演冰载荷。然而，影响系数矩阵法存在一定的局限性，作用于应变测量区域之外的载荷对反演精度有较大影响。尤其是在极地船舶结构冰载荷现场试验过程中，某些典型的冰载荷作用区域，如船首水线附近往往存在水密结构，无法大规模安装应变传感器，难以实现应变测量区域与冰载荷作用区域一致，此时影响系数矩阵将出现奇异，从而导致反演载荷值不满足稳定性、唯一性要求，最终造成影响系数矩阵法失效。
技术实现思路
为弥补现有基于影响系数矩阵法的载荷监测识别技术中存在的技术缺陷，本专利技术提供一种空间适应性强、反演精度高的极地船舶结构冰载荷的远场测量识别方法，可通过冰载荷作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极地船舶结构冰载荷的远场测量识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤1，应变远场测量/n(1-1)确定电阻应变片的布放区域/n电阻应变片的布放区域为应变测量区域，其位于与船首、船肩或船尾部的冰载荷作用区域所在舱室相邻的非水密舱室内；所述的冰载荷作用区域为船-冰接触区域；所述的应变测量区域具备无阻挡的工作空间，其大小、形状均与冰载荷作用区域一致，但其覆盖范围与冰载荷作用区域不重叠；/n(1-2)划分冰载荷作用区域与应变测量区域/n将冰载荷作用区域划分为M个大小、形状完全相同的子域，将应变测量区域划分为N个大小、形状完全相同的子域；其中，M≤N；/n(1-3)安装电阻应变片/n在...

【技术特征摘要】
1.一种极地船舶结构冰载荷的远场测量识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，应变远场测量
(1-1)确定电阻应变片的布放区域
电阻应变片的布放区域为应变测量区域，其位于与船首、船肩或船尾部的冰载荷作用区域所在舱室相邻的非水密舱室内；所述的冰载荷作用区域为船-冰接触区域；所述的应变测量区域具备无阻挡的工作空间，其大小、形状均与冰载荷作用区域一致，但其覆盖范围与冰载荷作用区域不重叠；
(1-2)划分冰载荷作用区域与应变测量区域
将冰载荷作用区域划分为M个大小、形状完全相同的子域，将应变测量区域划分为N个大小、形状完全相同的子域；其中，M≤N；
(1-3)安装电阻应变片
在每个应变测量子域内安装1个电阻应变片，即电阻应变片的个数K等于应变测量子域的个数N；所述电阻应变片安装在舷侧肋骨或纵桁的腹板中线上，并使电阻应变片的中轴线平行或垂直于腹板中线；由上述K个电阻应变片所组成的应变片阵列的行数、列数与应变测量子域的行数、列数对应相等；所述应变片阵列的行间距和列间距均等于舷侧肋骨间距；
(1-4)连接测量仪器
首先将电阻应变片通过导线与桥盒相连，连接方式为半桥；然后将桥盒通过其自带连接线与动态应变仪的测量通道相连；最后将动态应变仪通过USB数据线与电脑相连；
(1-5)调试测量仪器
首先将动态应变仪有效接地后接通电源并开机，打开电脑；然后将采样频率设置为500Hz，量程设置为-1000～1000με，低通滤波上限频率设置为30Hz；最后使用木棍敲击冰载荷作用区域以模拟海冰对极地船舶的碰撞；若敲击的同时能在电脑中观测到应变测量区域内产生明显的应变信号，则说明测量仪器及其连接均正常，调试成功，可以进行正式测量；反之，则说明测量仪器或其连接存在故障，调试不成功，此时返回步骤(1-3)～(1-4)，检查电阻应变片的安装与测量仪器的连接是否有误，直到调试成功为止...

【专利技术属性】
技术研发人员：季顺迎，王键伟，崔洪宇，孔帅，陈晓东，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21