基于船体结构监测的冲击载荷识别技术

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船舶与平台结构在寿命期内会受到复杂的动载荷影响,动载荷的确定对结构的安全性具有重要意义。船体结构状态监测技术现已用于不同船型的总强度、疲劳强度等方面的监测,增强了船舶的抗风险能力。如果将船舶结构监测技术与冲击载荷识别技术结合起来,不仅可以进一步加强船舶抗风险能力,而且能为设计人员提供载荷信息参考,但是目前将这二者结合的研究并不多。针对以上背景,本文对以下几方面内容进行了研究:1)研究了冲击载荷的时历反演方法。研究载荷反演的基本理论和步骤,以及如何处理反问题中不适定性的问题,利用两种经典的正则化方法来修正结果,给出上述方法的正则化系数的选取的方法。2)研究了冲击载荷位置识别方法。将冲击载荷的定位过程拆分为两步进行,分别是载荷作用点位置的初步确定与精确确定。在位置的初步确定中,基于得到的应力监测数据来判断载荷作用点的大致区域;位置的精确定位中,首先讨论了特定位置的冲击载荷定位,再扩展到一定区域内的随机位置的冲击载荷定位方法。3)针对船舶与海洋工程中某一典型结构,研究了应力监测系统中冲击载荷识别实现。针对未知冲击载荷的识别,详细讨论了就冲击载荷识别布置传感器测点的原则,并对结构给出了具体布置方案;并讨论了实际工程中冲击载荷识别的误差种类和处理方式。4)开展了冲击载荷识别方法的实验研究和算法编写。以传感器测得的核函数和结构动态响应对船体典型结构所受力锤的冲击载荷进行了识别。将动态载荷识别方法形成算法程序,方便了在工程中的使用。
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