一种基于有限元模型的船用设备基座应力计算方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种基于有限元模型的船用设备基座应力计算方法以及装置，涉及船舶技术领域，该方法包括以下步骤：基于实际目标船用设备基座的结构特征尺寸参数，建立与实际目标船用设备基座相对应的有限元模型；基于实际目标船用设备基座与目标船舶相连接的结构节点，为有限元模型施加约束条件；基于对有限元模型施加的测试载荷，获取发生在有限元模型上的应力。通过在有限元分析软件中对目标船用设备基座进行建模，并对有限元模型施加约束和测试载荷，来模拟实际船用基座受到的风浪载荷，从而获对不同船用设备基座所能承受的最大应力进行准确计算，从而确保船用设备基座与目标船舶之间的连接强度能够承受最大风浪载荷，增强船用设备的安全性。用设备的安全性。用设备的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限元模型的船用设备基座应力计算方法及装置


[0001]本申请船舶
，具体涉及一种基于有限元模型的船用设备基座应力计算方法及装置。

技术介绍

[0002]船用设备包含船舶主机、辅机等多种设备。在船舶运行的过程中通过船舶上的各种各样的船用设备的应用来完成船舶的航行、靠离泊、装卸货物等生产作业，并保证船舶与船上人员的安全。当海上有风浪侵袭船舶时，会使船用设备受到巨大载荷，会使船用设备有翻倒的风险，为了保证船用设备的安全性，则需要预先对船用设备基座所能承受的最大应力进行准确的计算。
[0003]由于船体结构的不同导致船用设备的布置以及船用设备的基座形式的差异，无法对船用设备基座进行公式化的计算校核，以前船体结构设计人员仅凭个人经验对基座结构进行加强，无法对船用设备基座所能承受的最大应力进行准确的计算。
[0004]因此，如何对不同船用设备基座所能承受的最大应力进行准确计算，从而保证船用设备基座与目标船舶之间的连接强度，增强船用设备的安全性。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种基于有限元模型的船用设备基座应力计算方法以及装置，从而保证船用设备基座与目标船舶之间的连接强度，增强船用设备的安全性。
[0006]为实现上述目的，本申请提供以下方案。
[0007]第一方面，本申请提供了基于有限元模型的船用设备基座应力计算方法以及装置，从而保证船用设备基座与目标船舶一种基于有限元模型的船用设备基座应力计算方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]基于实际目标船用设备基座的结构特征尺寸参数，建立与所述实际目标船用设备基座相对应的有限元模型；
[0009]基于所述实际目标船用设备基座与目标船舶相连接的结构节点，为所述有限元模型施加约束条件；
[0010]基于对所述有限元模型施加的测试载荷，获取发生在所述有限元模型上的应力。
[0011]进一步的，基于实际目标船用设备基座的结构特征尺寸参数，建立与所述实际目标船用设备基座相对应的有限元模型，包括以下步骤：
[0012]获取实际目标船用设备基座的结构组成以及各结构特征参数测量值；
[0013]基于所述结构特征参数测量值以及预设模型缩放比，获取模型特征参数；
[0014]基于所述实际目标船用设备基座的结构组成以及所述模型特征参数，建立与与所述实际目标船用设备基座相对应的有限元模型。
[0015]进一步的，所述基于所述实际目标船用设备基座与目标船舶相连接的结构节点，为所述有限元模型施加约束条件，包括以下步骤：
[0016]基于所述实际目标船用设备基座与目标船舶甲板的连接关系，获取所述实际目标船用设备基座与目标船舶相连接的连接节点；
[0017]获取所述连接节点在第一预设方向上的线位移以及与第二预设方向的角位移；
[0018]当对所述有限元模型进行有限元分析时，为所述线位移设定第一约束，为所述角位移设定第二约束。
[0019]进一步的，所述获取所述连接节点在第一预设方向上的线位移以及与第二预设方向的角位移之前，包括以下步骤：
[0020]设定所述目标船舶上船尾指向船首的方向为X轴正方向，设定所述目标船舶上船中指向左舷的方向为Y轴正方向，设定所述铅垂向上方向为Z轴正方向；
[0021]基于所述X轴正方向、所述Y轴正方向以及所述Z轴正方向，获取有限元分析坐标系。
[0022]进一步的，所述实际目标船用设备基座与目标船舶之间通过螺栓相连接。
[0023]进一步的，所述基于对所述有限元模型施加的测试载荷，获取发生在所述有限元模型上的应力，包括以下步骤：
[0024]将所述测试载荷均等地施加在所述有限元模型中的螺栓上，利用有限元分析软件对所述有限元模型进行有限元计算，获取发生在所述有限元模型表面上的应力。
[0025]第二方面，本申请提供了一种基于有限元模型的船用设备基座应力计算装置，所述装置包括：
[0026]模型创建模块，其用于基于实际目标船用设备基座的结构特征尺寸参数，建立与所述实际目标船用设备基座相对应的有限元模型；
[0027]约束模块，其用于基于所述实际目标船用设备基座与目标船舶相连接的结构节点，为所述有限元模型施加约束条件；
[0028]应力计算模块，其用于基于对所述有限元模型施加的测试载荷，获取发生在所述有限元模型上的应力。
[0029]进一步的，所述模型创建模块包括：
[0030]测量值获取子模块，其用于获取实际目标船用设备基座的结构组成以及各结构特征参数测量值；
[0031]特征参数获取子模块，其用于基于所述结构特征参数测量值以及预设模型缩放比，获取模型特征参数；
[0032]模型生成子模块，其用于基于所述实际目标船用设备基座的结构组成以及所述模型特征参数，建立与与所述实际目标船用设备基座相对应的有限元模型。
[0033]进一步的，所述约束模块包括：
[0034]连接节点获取子模块，其用于基于所述实际目标船用设备基座与目标船舶甲板的连接关系，获取所述实际目标船用设备基座与目标船舶相连接的连接节点；
[0035]位移获取子模块，其用于获取所述连接节点在第一预设方向上的线位移以及与第二预设方向的角位移；
[0036]约束施加子模块，其用于当对所述有限元模型进行有限元分析时，为所述线位移设定第一约束，为所述角位移设定第二约束。
[0037]进一步的，所述位移获取子模块包括：
[0038]方向设定单元，其用于设定所述目标船舶上船尾指向船首的方向为X轴正方向，设定所述目标船舶上船中指向左舷的方向为Y轴正方向，设定所述铅垂向上方向为Z轴正方向；
[0039]坐标系生成单元，其用于基于所述X轴正方向、所述Y轴正方向以及所述Z轴正方向，获取有限元分析坐标系。
[0040]进一步的，所述位移获取子模块还包括：
[0041]第一位移获取单元，其用于获取所述第一连接节点在Y轴方向和Z轴方向上的线位移以及偏离X轴方向的角位移；
[0042]第二位移获取单元，其用于获取所述第二连接节点在X轴方向和Z轴方向上的线位移以及偏离Y轴方向的角位移。
[0043]进一步的，所述实际目标船用设备基座与目标船舶之间通过螺栓相连接。
[0044]进一步的，所述应力计算模块还用于：
[0045]将所述测试载荷均等地施加在所述有限元模型中的螺栓上，利用有限元分析软件对所述有限元模型进行有限元计算，获取发生在所述有限元模型表面上的应力。
[0046]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0047]本申请基于实际目标船用设备基座的结构特征尺寸参数，建立与实际目标船用设备基座相对应的有限元模型；基于实际目标船用设备基座与目标船舶相连接的结构节点，为有限元模型施加约束条件；基于对有限元模型施加的测试载荷，获取发生在有限元模型上的应力。
[0048]本申请在有限元分析软件中对目标船本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有限元模型的船用设备基座应力计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：基于实际目标船用设备基座的结构特征参数，建立与所述实际目标船用设备基座相对应的有限元模型；基于所述实际目标船用设备基座与目标船舶相连接的结构节点，为所述有限元模型施加约束条件；基于对所述有限元模型施加的测试载荷，获取发生在所述有限元模型上的应力。2.如权利要求1所述基于有限元模型的船用设备基座应力计算方法，其特征在于，所述基于实际目标船用设备基座的结构特征参数，建立与所述实际目标船用设备基座相对应的有限元模型，包括以下步骤：获取实际目标船用设备基座的结构组成以及各结构特征参数测量值；基于所述结构特征参数测量值以及预设模型缩放比，获取模型特征参数；基于所述实际目标船用设备基座的结构组成以及所述模型特征参数，建立与所述实际目标船用设备基座相对应的有限元模型。3.如权利要求1所述的基于有限元模型的船用设备基座应力计算方法，其特征在于，所述基于所述实际目标船用设备基座与目标船舶相连接的结构节点，为所述有限元模型施加约束条件，包括以下步骤：基于所述实际目标船用设备基座与目标船舶甲板的连接关系，获取所述实际目标船用设备基座与目标船舶相连接的连接节点；获取所述连接节点在第一预设方向上的线位移以及与第二预设方向的角位移；当对所述有限元模型进行有限元分析时，为所述线位移设定第一约束，为所述角位移设定第二约束。4.如权利要求3所述的基于有限元模型的船用设备基座应力计算方法，其特征在于，所述获取所述连接节点在第一预设方向上的线位移以及与第二预设方向的角位移之前，包括以下步骤：设定所述目标船舶上船尾指向船首的方向为X轴正方向，设定所述目标船舶上船中指向左舷的方向为Y轴正方向，设定所述铅垂向上方向为Z轴正方向；基于所述X轴正方向、所述Y轴正方向以及所述Z轴正方向，获取有限元分析坐标系。5.如权利要求3所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：周龙，周国利，
申请(专利权)人：上海研途船舶海事技术有限公司，
类型：发明
国别省市：