武汉船用机械有限责任公司叶志坚获国家专利权
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龙图腾网获悉武汉船用机械有限责任公司申请的专利一种升降平台虚拟操作系统的桩腿负载数据模拟方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115470547B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211006026.8,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权一种升降平台虚拟操作系统的桩腿负载数据模拟方法是由叶志坚;王金秋;江志钢;司小冬设计研发完成,并于2022-08-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种升降平台虚拟操作系统的桩腿负载数据模拟方法在说明书摘要公布了:升降平台虚拟操作系统桩腿负载模拟方法,所述升降平台虚拟操作系统的控制对象为海工升降平台的虚拟模型,所述中包括海工平台、可相对于海工平台上下移动的四个桩腿,所述桩腿负载模拟方法包括:实时获取虚拟模型的工况、虚拟模型中各桩腿与海工平台之间的相对位移;根据获取到的虚拟模型的工况、虚拟模型中各桩腿与海工平台之间的相对位移实时计算各桩腿的负载。本设计通过区分不同的工况,在不同的工况下使用不同的计算方法计算个桩腿的负载,可以在虚拟操作中模拟海工升降平台中桩腿负载,而且所模拟的桩腿负载与实际平台操作过程中桩腿载荷传感器数据变化过程基本保持一致。
本发明授权一种升降平台虚拟操作系统的桩腿负载数据模拟方法在权利要求书中公布了:1.一种升降平台虚拟操作系统的桩腿负载数据模拟方法,其特征在于: 所述升降平台虚拟操作系统中的控制对象为海工升降平台的虚拟模型,所述海工升降平台的虚拟模型位于一个虚拟的海洋环境中,海工升降平台的虚拟模型包括海工平台(1)、可相对于海工平台上下移动的四个桩腿(2); 所述桩腿负载模拟方法包括: 步骤一、实时获取虚拟模型的工况、海工平台(1)的吃水深度、各桩腿(2)与海工平台(1)之间的相对位移; 步骤二、根据获取到的虚拟模型的工况、各桩腿(2)与海工平台(1)之间的相对位移实时计算各桩腿(2)的负载; 所述步骤二具体包括: S1、所述虚拟模型处于桩腿上升工况或桩腿下降工况时,通过下列公式计算各桩腿的负载: LegNLoadSim=Tinit+LegNDistance*A; 式中:LegNLoadSim为第N号桩腿的实时负载,LegNDistance为第N号桩腿与海工平台(1)之间的实时相对位移,Tinit为桩腿的初始负载,A为桩腿所受的浮力的随桩腿入水深度的变化率,所述Tinit、A的值均为预设的常数; S2、所述虚拟模型处于插桩工况时,通过下列公式计算各桩腿的负载: 若LegNDistance-Depth≤H1时: LegNLoadSim=Tinit+Depth*A+LegNDistance-Depth*[-(Tinit+Depth*A)H1]; 所述H1<LegNDistance-Depth时: LegNLoadSim=0+LegNDistance-Depth-H1*TH2H2-H1; 式中:LegNLoadSim为第N号桩腿的实时负载;LegNDistance为第N号桩腿与海工平台(1)之间的实时相对位移,Depth为桩腿(2)与海工平台(1)之间的相对位移为0时桩腿(2)的底部与海底泥土之间的距离,Tinit为桩腿的初始负载,A为桩腿所受的浮力的随桩腿入水深度的变化率,H1为第一入泥深度,H2为第二入泥深度,TH2为桩腿入泥深度为H2时的负载,所述Tinit、H1、H2、TH2、A的值均为预设的常数; S3、所述虚拟模型处于平台上升工况时,通过下列公式计算各桩腿的负载: LegNLoadSim=TH2+LegNDistance-Depth-H2*M4-TH2H3; 式中:LegNLoadSim为第N号桩腿的实时负载,LegNDistance为第N号桩腿与海工平台(1)之间的实时相对位移,Depth为桩腿(2)与海工平台(1)之间的相对位移为0时桩腿(2)的底部与海底泥土之间的距离,H2为第二入泥深度,TH2为桩腿入泥深度为H2时的负载,H3为平台上升高度,M为平台吨位,所述H2、TH2、M、H3的值均为预设的常数; S4、所述虚拟模型处于预压载工况时,通过下列公式计算各桩腿的负载: 通过下列公式计算正在被预压的桩腿(2)的负载: 计算TNc+Kt1的值: 当TNc+Kt1≤Tyuya时,LegNLoadSim=TNc+Kt1; 当TNc+Kt1>Tyuya时,LegNLoadSim=Tyuya; 通过下列公式计算未被预压的桩腿(2)的负载: 计算TNc-Kt1的值: TNc-Kt1>(M-Tyuya*2)2时,LegNLoadSim=TNc-Kt1 TNc-Kt1≤(M-Tyuya*2)2时,LegNLoadSim=(M-Tyuya*2)2; 式中:LegNLoadSim为第N号桩腿的实时负载,TNc为第N号桩腿被预压前的初始负载,t为正在被预压的桩腿已被预压的时长,M为平台吨位,K为预压载过程中桩腿负载的变化率,Tyuya为最大桩腿负载,所述M、K、Tyuya的值均为预设的常数; S5、所述虚拟模型处于平台下降工况时,通过下列公式计算各桩腿的负载: LegNLoadSim=M4+PlantFormDraftDepth*-M4H4; 式中:LegNLoadSim为第N号桩腿的实时负载,PlantFormDraftDepth为海工平台(1)的实时吃水深度,M为平台吨位,H4为平台下降高度,所述M、H4的值均为预设的常数; S6、所述虚拟模型处于拔桩工况时,通过下列公式计算各桩腿的负载: 当H1<LegNDistance-Depth时: LegNLoadSim=0+LegNDistanceMax-LegNDistance*TXH2-H1; 当LegNDistance-Depth≤H1时: LegNLoadSim=Tinit+Depth*A-Tinit+Depth*A-TX*LegNDistance-DepthLegNDistanceMax-H2-H1-Depth; 式中:LegNLoadSim为第N号桩腿的实时负载,LegNDistance为第N号桩腿与海工平台(1)之间的实时相对位移,LegNDistanceMax为虚拟模型进入拔桩工况时第N号桩腿与海工平台(1)之间的相对位移,Depth为桩腿(2)与海工平台(1)之间的相对位移为0时桩腿(2)的底部与海底泥土之间的距离,Tinit为各桩腿的初始负载,A为桩腿所受的浮力的随桩腿入水深度的变化率,H1为第一入泥深度,H2为第二入泥深度,TX为拔桩过程中海底泥土对桩腿的最大阻力,所述Tinit、A、H1、H2、TX的值均为预设的常数。
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