[发明专利]基于船体结构毁伤形貌的剩余极限强度评估方法

说明书

本发明涉及一种基于船体结构毁伤形貌的剩余极限强度评估方法，包括以下步骤：S1、将autodyn中完成的船体结构爆炸响应计算结果导出为autodyn.wrl文件；S2、使用毁伤后网格形貌重构软件对autodyn.wrl文件进行处理，将其导出为.bdf通用格式；S3、将.bdf格式导入ABAQUS软件中完成前处理；S4、利用ABAQUS显式动力学求解器对处理后的模型开展剩余强度计算，获得船体剩余极限强度。本发明弥补了船体遭受极端毁伤后的剩余极限强度评估方法的空白，不受到船体形状、爆炸工况的限制，具有极高的通用性和极广的适用范围，具有较大的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及舰船毁伤评估领域，更具体地说，涉及一种基于船体结构毁伤形貌的剩余极限强度评估方法。

背景技术

舰船在执行任务的过程中可能会面临诸如鱼雷、反舰导弹等诸多极端载荷的威胁，准确评估舰船在遭遇极端载荷后剩余承载能力可以使舰船最大程度地发挥战斗力与保全生命力，但试验的经济成本以及军事能力保障等诸多问题让实船的毁伤试验难以开展，借助仿真软件开展评估是目前普遍接受的方案。

当前主流的剩余极限强度评估方法代表为Smith方法，其通过对典型横剖面结构进行删除，能够粗略地评估其剩余承载能力，但是仅仅通过典型横剖面的信息不足以反映复杂的结构毁伤，同时该方法也无法考虑结构变形后的特征信息。同时，主流的有限元求解程序无法满足在模拟船体结构爆炸毁伤的前提下，同步评估剩余极限强度的需求，使得对于舰船结构遭受爆炸毁伤特别是伴随着船体出现大面积破坏的极端工况，现有的求解方法无法评估其剩余承载能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于船体结构毁伤形貌的剩余极限强度评估方法，其联合ANSYS-autodyn、ABAQUS求解器以及自主编写的毁伤后网格形貌重构软件能够实现舰船结构遭受极端毁伤后的剩余极限强度评估。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于船体结构毁伤形貌的剩余极限强度评估方法，包括以下步骤：

S1、将autodyn中完成的船体结构爆炸响应计算结果导出为autodyn.wrl文件；

S2、使用毁伤后网格形貌重构软件对autodyn.wrl文件进行处理，将其导出为.bdf通用格式；

S3、将.bdf格式导入ABAQUS软件中完成前处理；

S4、利用ABAQUS显式动力学求解器对处理后的模型开展剩余强度计算，获得船体剩余极限强度。

按上述方案，所述步骤S1具体为，使用autodyn开展结构爆炸响应计算，待计算稳定后，获取计算结果以及结构毁伤后的形貌，利用所述autodyn中的Export VRWL功能，将计算结果的导出格式设置为autodyn.wrl文件。

按上述方案，所述步骤S2中，所述毁伤后网格形貌重构软件为自主编写，所述.bdf格式文件用于有限元软件求解，所述毁伤后网格形貌重构软件针对显式动力学求解器ANSYS-Autodyn的结果文件格式进行转换，使所述显式动力学求解器中获得的结果进入到Abaqus求解器中进一步分析。

按上述方案，所述毁伤后网格形貌重构软件根据拉格朗日单元的节点位置信息进行节点与单元的信息提取，形成适用于有限元计算的通用格式.bdf；

所述毁伤后网格形貌重构软件处理流程为：软件首先只抓取.wrl文件中的节点编号及其相对应的坐标信息，并记录在软件的数据库中所述毁伤后网格形貌重构软件抓取.wrl文件信息时，将自动忽略模型的节点编号、材料、厚度、接触条件、边界条件，然后将抓取的节点信息按照Abaqus显式动力学求解器能够识别的固定格式进行自动编写，并将文件格式转换为.bdf格式。

按上述方案，所述步骤S3中，所述前处理的过程中，计算中导致的船体结构二次破片孤立结构网格直接删除。