船体结构冰载荷的时域反卷积识别算法及信号采样周期选取
2021-09-02田于逵崔洪宇季顺迎
船舶力学 2021年8期
孔 帅,田于逵,崔洪宇,季顺迎
(1.中国船舶科学研究中心,江苏无锡 214082;2.大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连 116024)
0 引 言
冰区船舶作为运输和破冰利器,在极地科学考察、通航和资源开采中都必不可缺[1]。为保证冰区船舶结构的安全性,不仅需要有严格的建造标准,更需要设计人员了解船体冰载荷分布规律以优化设计结构[2-3]和分析冰激疲劳损伤特性[4]。冰载荷的实船测量是开展冰载荷研究和保障其冰区航行安全的重要手段[5-7]。在实船测量时,冰载荷通常是利用测得的结构响应(加速度、速度、位移和应变等信号)和载荷识别模型来识别的,其识别载荷过程对应动力学中的第二类反问题。因此,适宜的冰载荷识别模型是冰载荷精细化测量的核心[8-10]。
船舶在冰区航行时,其肋骨是海冰与船体碰撞过程中的主要承力构件,因而肋骨常作为冰激应变的监测构件[8,10-12]。Suominnen等[11]通过绞盘机装置对肋骨进行了加载,结果表明其加载力和肋骨剪切应变之间成正比。因此,船体结构冰载荷识别中常采用影响系数矩阵的形式将冰载荷与肋骨剪切应变关联起来,该算法核心为结构的局部应变仅为外载荷静力作用下产生的变形,不考虑结构的阻尼特性。冰载荷作为典型冲击载荷,其动载荷识别技术尚未有学者做有效考虑。时域反卷积算法是目前时域载荷识别法中较为常用的方法,其适用的识别载荷类型较为广泛,包括平稳载荷、非平稳载荷和冲击载荷[13-15]。……
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