[发明专利]一种船体总纵强度应力监测方法

说明书

本发明涉及一种船体总纵强度应力监测方法，该方法包括：沿船体纵向方向选取长度为L的直线为应力监测目标；应变片Ⅰ贴于选取的长度为L的直线的中点，应变片Ⅱ和应变片Ⅲ分别贴于所述的直线上且分别贴于应变片Ⅰ的两侧，应变片Ⅱ和应变片Ⅲ距离应变片Ⅰ的距离均为38.7％L；获取应变片Ⅰ、应变片Ⅱ和应变片Ⅲ的实时应力σ₁、σ₂和σ₃，通过公式σ＝(0.5555556×σ₂+0.8888889×σ₁+0.5555556×σ₃)/2获得监测的平均应力σ。本发明方法采用贴应变片的方式，代替了长基线应变仪，可以更准确、更高效的进行船舶应力、应变的实时监测，贴片体积很小，设置安装灵活，监测过程简单，准确性高，测量数据偏于安全。

技术领域

本发明涉及一种船体总纵强度应力监测方法，特别是一种采用应变片船体总纵强度应力监测方法。

背景技术

结构的安全性是保证大型船舶正常营运的基础，在大型船舶的结构设计中，设计人员需要参考有关船级社的结构设计规范或准则，结合相关的理论方法，确定大型船舶的各种设计载荷，进而进行有关的结构设计与强度评估。但是，对于实际海洋环境中航行的船舶来说，结构受到的外载荷具有很强的随机性，这些随机因素很难通过规范或准则中的方法进行完全准确地预报。因而，尽管船级社已经给出了船舶结构设计的规范或准则，设计人员也据此给出尽可能完善的结构设计方案，但大型船舶仍存在着一定程度结构失效的可能性。为了降低大型船舶结构安全的风险，一方面可以在设计建造阶段合理确定结构设防水平，不断完善船体结构强度分析与评估方法，另一方面是对大型船舶使用过程加强管理和监控。通过实时监测船体结构应力，并根据得到的监测数据对结构状态进行评估，当结构应力较大时发出报警，并给操船人员提供可供选择的辅助航行决策建议，则可以有效降低结构的安全风险。

以往的结构应力监测主要通过长基线应变仪来实现，然而对于具有大开口形式的集装箱船而言，甲板面积狭小，如果用长基线方法监测，会造成占用甲板空间，影响船员工作等不利影响；对于甲板下方甲板纵桁而言，长基线方法存在设备安装困难，无法准确测量等困难，用来实时监测船舶应力状态十分不便。

发明内容

针对现有技术存在不足，本发明提出一种采用应变片的船体总纵强度应力监测方法。

本发明是这样实现的：

步骤一：沿船体纵向方向选取长度为L的直线为应力监测目标；

步骤二：应变片Ⅰ贴于步骤一中选取的长度为L的直线的中点，应变片Ⅱ和应变片Ⅲ分别贴于所述的直线上且分别贴于应变片Ⅰ的两侧，应变片Ⅱ和应变片Ⅲ距离应变片Ⅰ的距离均为38.7％L；

步骤三：获取应变片Ⅰ、应变片Ⅱ和应变片Ⅲ的实时应力σ₁、σ₂和σ₃，通过公式σ＝(0.5555556╳σ₂+0.8888889╳σ₁+0.5555556╳σ₃)/2获得监测的平均应力σ。

为了实现船舶总纵强度的实时监测，本发明方法采用贴应变片的方式，代替了长基线应变仪，可以更准确、更高效的进行船舶应力、应变的实时监测。贴片体积很小，设置安装灵活：该方法所用装置为三个应变片，几乎不会占用任何体积，可以应用于几乎整船任何部位进行实时监测，而不会影响船上人员的走动工作。对于外部板格的监测，可以贴于内表面，保证实时监测可以长期、稳定的进行；监测过程简单，准确性高：只需将应变片贴在待监测板格的相应位置，监测就能进行，经过大量的数据比对，该方法贴片得到的应力与真实应力相比，误差不超过3％；测量数据偏于安全：经过大量的数据验证，贴片所得的三点的平均应力与真实应力之比大于1，因此采用该方法监测船舶的实时应力，对船舶的安全性是更加有利的。

附图说明

附图1是监测系统示意图；