Method for evaluation of local loads based on their expansion in terms of an orthogonal set of functions

Abstract

Объектами работы являются судовые корпусные конструкции. Цель работы состоит в решении обратной задачи строительной механики корабля – разработке метода определения местных нагрузок, действующих на корпусные конструкции, по значениям деформаций, полученным в их конечном числе точек. При разработке метода определения местных нагрузок применялся подход, основанный на их разложении по ортогональной системе двумерных вейвлет-функций Хаара. Для решения задач строительной механики и получения отклика конструкции на действие базисных нагрузок использовался метод конечных элементов. Выполнены тестовые расчёты перекрытия ледового пояса при трёх различных вариантах приложения на него нагрузки: равномерная и гидростатическая по всей наружной поверхности, а также равномерная по ограниченному пятну контакта. Минимальная погрешность разработанного метода по оценке интеграла местной нагрузки на тестовых задачах составила 1-3% в зависимости от варианта нагружения, размера выборки, размера базиса и амплитуды базисных функций. The work objects are ship hull structures. The work goal consists in solving the inverse problem of the structural mechanics of ships that is development of a method for evaluating local loads acting on hull structures, according to the strain values obtained at finite number of points. When developing the method for evaluation of local loads, an approach was used based on local loads series expansion in the orthogonal set of two-dimensional Haar wavelets. The finite element method was used for solution of structural mechanics problems and obtaining the response of the structure to the action of basic loads. Test calculations of the ice belt grillage were performed for three different load cases: uniform and hydrostatic over the entire outer surface, as well as uniform over a limited contact patch. Minimum error of the developed method for evaluating the local load integral on test problems was equal to 1 to 3%, depending on the load case; sampling size, basis size and basis function amplitudes.