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中国船体结构极限强度试验水平实现弯道超车

所属分类:新闻动态 发布日期:2021-11-06 18:52:41 浏览次数:

  船舶在设计定型前均需要进行强度测试,极限强度是船舶生命力的重要指标,船舶在波浪中航行受到不同方向的作用力,会形成“弯”和“扭”两种形态,如果同时模拟出“弯”和“扭”的形态共同作用于船体,可以大大贴近船舶结构极限强度的真实受力状态。

  然而模拟“弯扭耦合”的状态是困扰船舶结构力学界多年的技术难题,国内外相关领域均未有成功有效案例。哈尔滨工程大学“环境载荷与结构强度”兴海学术团队课题负责人李陈峰副教授带领团队开启攻坚之旅。

  一个个加载方案被满心期待地提出,又一次次被理论分析和仿真结果否定,团队陷入一片迷茫。李陈峰不断查找原因,在翻看资料时,他在一张8年前的老照片中找到了突破口。

  “这是我们当年开展弯矩测量极限强度试验的照片,当时为了模拟船体舭部受损给模型开了破口,结构的不对称导致临近极限状态时,模型两端横向均匀布置的加载点出现了加载力不一致的情况,这使得模型处于弯扭状态,这正是整个行业都在苦苦追寻的弯扭耦合加载啊!”李陈峰兴奋地说。

  思路明确后,团队开始对新型加载方案进行详细设计和验证。经过多轮优化,最终创新性地提出了“四点偏心”弯扭耦合加载技术,相较于国内外其他机构提出的弯扭组合加载方法,该新型加载技术不仅避免了悬臂式加载弯矩沿模型纵向的变化,同时还避免了分步式加载的相互干涉和载荷不同步,保证了弯扭载荷有效输入。

  加载技术实现后,下一个难关是极限强度的测量,传统方式采用的“点”测数据够不全面,于是团队开始极限强度全场高精度测量技术的攻关。

  经过广泛学习调研,团队选择了三维激光扫描和数字图像相关(DIC)技术两种从未在极限强度试验中被正式采用的新技术。

  自此,哈尔滨工程大学“环境载荷与结构强度”兴海学术团队先后成功攻克了极限强度试验中模型设计、组合载荷加载和结构响应全场测量等难题,整体技术水平达到国际前沿水平,使中国船体结构极限强度试验水平实现了弯道超车。

  李陈峰激动地说,“从2004年我跟随导师读研时就有赶超国际先进的梦想,他也一直鼓励和支持我,在这一刻终于圆梦了。”(完)

中国船体结构极限强度试验水平实现弯道超车

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