[发明专利]一种集装箱绑扎受力计算系统及其分析方法

摘要

本发明公开了一种集装箱绑扎受力计算系统及其分析方法，其特点是该受力计算系统由参数接收、图形建模、受力计算、结果输出和数据保存模块组成，对获取船体、集装箱、绑扎设备以及船级社信息等基本参数，快速建立复杂的集装箱排布和绑扎模型，并通过计算获得集装箱在不同工况下的受力分析。本发明与现有技术相比具有迅速获得满足航运安全的绑扎方案，并可实时调整图形建模或参数，以获得新的绑扎方案，各项参数及模型都可转化成结构化数据保存至可存贮介质，方便重用，操作快速、简捷，极大地提高了集装箱绑扎受力分析的准确性和效率。 1

主权项

1.一种集装箱绑扎受力计算系统，其特征在于该受力计算系统由参数接收模块、图形建模模块、受力计算模块、结果输出模块和数据保存模块组成，所述参数接收模块将接受的船体、集装箱、绑扎设备数据和气象、航线信息以及各大船级社绑扎规范所需参数分别输入图形建模模块、受力计算模块和数据保存模块；所述图形建模模块将输入的参数及信息对集装箱型号、重量、排布、绑扎桥、绑扎和拉压样式进行可视化的图形建模，并将创建的集装箱绑扎数据模型分别输至受力计算模块、结果输出模块和数据保存模块；所述受力计算模块根据参数接收模块获取的信息和图形建模模块建立的数据模型，计算每个集装箱的各项受力，并将计算结果输入结果输出模块；所述结果输出模块将输入的计算结果展现于图形建模中，判断与阀值的关系，标记出越界情况，并以图表或报告形式直接输至至用户和数据保存模块进行存储；所述数据保存模块将输入的信息、数据及图形转成结构化的数据后保存至可存储介质中进行存储。

2.根据权利要求1所述集装箱绑扎受力计算系统，其特征在于所述图形建模模块包括：以简单的几何形状表示集装箱、绑扎桥、绑扎杆、拉压器械、风力和浪力；可将获取的排布层数、列数和集装箱型号一次性在图形界面中绘制所有集装箱；可选取单个或框选多个集装箱进行设置集装箱型号、重量、以及删除箱体、占用位置的操作以满足集装箱实际排布；可选取单个或框选多个集装箱绘制各个箱角多个方向的绑扎杆及拉压元件，并设置与其相关参数；可选取单个或框选多个集装箱绘制多方向的浪力；可根据集装箱的排布样式自动绘制风力；可复制单个集装箱的绑扎样式以及粘贴至其他单个或多个集装箱。

3.根据权利要求1所述集装箱绑扎受力计算系统，其特征在于所述受力计算模块包括：可计算挪威及德国劳氏船级社（DNVGL）、英国劳氏船级社（LR）、中国船级社（CCS）、美国船级社（ABS）、法国船级社（BV）和日本船级社（NK）船级社规范中要求考查的力、位移和形变；可计算甲板上集装箱有无绑扎、风力、浪力情况下集装箱的装载受力，每个箱体在x、y、z轴向受到的加速度、力、位移和形变、每个箱角所受拉压力、剪切力和绑扎杆受力，以及各大船级社规定所需考查的力；可计算货舱内仅有拉压系统、货舱内仅有导轨或货舱内导轨与拉压系统混合时集装箱的装载受力，每个箱体在x、y、z轴向受到的加速度、力、位移和形变，每个箱角所受拉压力、剪切力、导轨受力和拉压元件受力，以及各大船级社规定所需考查的力；可计算集装箱不规则排布、顶部集装箱缺失、底部集装箱被占用以及中间列缺失情况下集装箱的装载受力。

4.一种权利要求1所述集装箱绑扎受力计算系统的分析方法，其特征在于该方法采用图形化对集装箱的排布、绑扎桥、绑扎杆、拉压元件位置以及风力、浪力信息建立集装箱绑扎受力模型，根据图形化建模界面中的显示，对每个箱体受力数据进行分析，判断绑扎后的集装箱是否越界，并实时调整图形建模或参数，直至集装箱的绑扎满足各大船级社的绑扎规范，集装箱具体装载受力分析按下述步骤进行：

a、数据的录入

采用参数接收模块将船体、集装箱、绑扎设备数据和气象、航线信息以及各大船级社绑扎规范所需的参数一一录入电脑；

b、创建数据模型

采用图形建模模块对接受的集装箱排布、绑扎桥、绑扎杆、拉压器械位置以及风力、浪力信息进行图形化建模，创建集装箱绑扎的数据模型，并以图形化显示每个箱体的受力情况及数据；

c、绑扎受力分析

采用受力计算模块对所接受的参数信息和图形化集装箱绑扎模型对每一箱体在x、y、z轴向受到的加速度、力、位移和形变进行计算，将计算得到每个箱角所受拉压力、剪切力、绑扎杆受力和拉压元件受力，以及各大船级社规定所需考查的力与各大船级社规范的极限值进行比较和分析，判断绑扎后的集装箱是否越界，以图表形式展示每个集装箱受到的各项力，对超过规定值的力通过变色予以提示，并实时调整图形建模或参数，直至集装箱满足各大船级社的绑扎要求；

d、输出集装箱受力计算及分析结果

 采用结果输出模块将接受的每个集装箱各项受力、位移、形变以及越界情况以报告形式输出并保存，保存之前将接受的参数、图形化建模图以及各大船级社规范中各项极限值的信息存档，以供之后的导入重用。

5.根据权利要求1所述集装箱绑扎受力计算系统的分析方法，其特征在于所述船体、集装箱、绑扎设备数据和气象、航线信息以及各大船级社绑扎规范所需的参数，包括：获取项目名称、作者、描述和创建日期；获取船体长度、宽度、深度和重心；获取集装箱相对于船体的位置、集装箱宽度和两箱间隔长度；获取绑扎桥层数和锁具高度；获取挪威及德国劳氏船级社（DNVGL）、英国劳氏船级社（LR）、中国船级社（CCS）、美国船级社（ABS）、法国船级社（BV）和日本船级社（NK）对绑扎受力分析中要求的天气、航线，以及其他计算所需的参数。