(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210822567.1 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 江南造船 （集团） 有限责任公司 地址 201913 上海市崇明区长兴江南大道 988号 (72)发明人 卞修涛　张欣　赵悦彤　 (74)专利代理 机构 上海光华专利事务所(普通 合伙) 31219 专利代理师 雷绍宁 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 船用门型支架管架柱的设计方法、 计算机储 存介质及设备 (57)摘要 本申请涉及船舶技术领域， 具体而言， 涉及 一种船用门型支架管架柱的设计方法、 计算机储 存介质及设备。 通过定义管路模型的非几何参 数、 构建物性库调用函数和型材参数库调用函 数， 能够计算管路支架的载荷， 根据管路支架的 载荷求出满足强度要求的管架柱型材的型号， 然 后与经验设计值进行比较， 尺 寸较小的管架型材 型号作为最终的型号， 有利于管架柱重量的最小 化， 进而利于整船的轻量化设计。 通过管架柱经 验设计参数库查找函数的构建和调用， 能够快速 获取管架柱型材的型号， 相比人工查找的方式， 提高了管架柱的建模设计效率。 通过三维管路模 型中定义的非几何参数和调用函数的构建， 简化 了人工工作量， 进一步提高了管架柱的建模设计 效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115221634 A 2022.10.21 CN 115221634 A 1.一种船用门型支 架管架柱的设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 1)构建三维管路模型， 定义 三维管路模型的非几何参数； 2)构建计算方法物性库调用函数， 根据三维管路模型的非几何参数， 通过计算方法物 性库调用函数调取与三维管路模型的非几何参数相对应的物性库中的物理特性 参数； 构建管架柱型材参数库调用函数， 在已知管架柱型材几何参数的条件下， 通过管架柱 型材参数库调用函数能够调取 管路支架型材的型号； 3)调用步骤2)中计算方法物性库函数， 计算管路支 架的垂直载荷和水平载荷； 4)调用步骤2)中计算方法物性库函数， 结合管路支架的垂直载荷和水平载荷,求解满 足抗拉强度或抗压强度要求的管架柱型材型号； 调用步骤2)中计算方法物性库函数， 求解 满足抗弯强度要求的管架 柱型材型号； 5)步骤4)中计算出的两管架柱型材型号中， 选取尺寸较大的作为管架柱型材型号计算 结果； 6)构建并调用管架柱经验设计参数库查找函数， 已知步骤1)中三维管路模型几何参数 条件下， 调取 管架柱经验设计数据库中管架 柱型材型号参数； 7)基于步骤5)中管架柱型材型号计算结果和步骤6)中经验设计查找结果， 选取二者中 尺寸较小的作为管架 柱型材型号结果。 2.根据权利要求1所述的船用门型支架管架柱的设计方法， 其特征在于， 步骤4)中求解 满足抗拉强度或抗压强度的管架 柱型材型号过程如下： 式中， S： 管架 柱截面积； α： 载荷系数； Q： 管架柱垂直方向受到的最大拉力或压力； ns： 安全系数； σ： 型材的许用应力； 求解后获取满足抗拉强度或抗压强度的最小管架柱截面积S， 调用步骤2)中管架柱型 材参数库调用函数， 查找并获取 管架柱型材型号。 3.根据权利要求1或2所述的船用门型支架管架柱的设计方法， 其特征在于， 求解满足 抗弯强度的管架 柱型材型号的过程如下： 式中， W： 管架 柱截面系数； α： 载荷系数； F： 管架柱作用在管架 柱上的水平 支座反力； h： 管架梁距离支撑点的高度； ns： 安全系数； r： 截面塑性发展系数； σ： 型材的许用应力；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115221634 A 2求解后获取满足抗弯强度的最小管架柱截面系数W， 调用步骤2)中管架柱型材参数库 调用函数， 查找并获取 管架柱型材型号。 4.根据权利要求1或2所述的船用门型支架管架柱的设计方法， 其特征在于， 计算管路 支架垂直载荷的参数包括保温材 料重量： GB＝gρBπ δB(D+δB)L 式中： GB： 保温重量； ρB： 保温材质密度； g： 重力加速度； D： 管路外径； L： 管路长度； δB： 保 温材料厚度。 5.根据权利要求1或2所述的船用门型支架管架柱的设计方法， 其特征在于， 计算管路 支架垂直载荷的参数包括附加重量： GF＝gρFπ L(D‑2 δG)2/4 式中： GF： 附加重量； ρF： 管内流动介质密度； g： 重力加速度； D： 管路外径； L： 管路长度； δG： 管路壁厚。 6.根据权利要求1或2所述的船用门型支架管架柱的设计方法， 其特征在于， 计算管架 支架水平载荷的参数包括 L型自然补偿水平推力FL： 式中： Δl： 管道短臂热伸长量； lb： 自然补偿短臂 长度； E： 管道弹性模 量； I： 管道惯性矩； KL： L型自然补偿长短臂之比。 7.根据权利要求1或2所述的船用门型支架管架柱的设计方法， 其特征在于， 步骤6)中， 将管架柱型材型号结果与三 维管路模型中管架梁型材的型号比对， 选取二者中尺寸大的作 为最终的管架 柱型材型号结果。 8.根据权利要求1或2所述的船用门型支架管架柱的设计方法， 其特征在于， 计算水平 载荷的参数包括补偿器水平推力： FD＝ μG FD： 活动管架水平推力； G： 垂直载荷； μ： 摩擦系数。 9.一种计算机存储介质， 其特征在于， 其存储有计算机程序， 该程序被处理器执行时实 现权利要求1至8中任一项所述的船用门型支 架管架柱的设计方法。 10.一种计算机设备， 其特 征在于， 包括： 存储器及处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 该程序被处理器执行时实现权利要 求1至8中任一项所述的船用门型支 架管架柱的设计方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115221634 A 3