(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 202210822555.9 (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　缪文杰　 (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 30/17(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 16/25(2019.01) G06F 9/448(2018.01)G06F 113/14(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 船用门型支架管架梁的设计方法、 计算机存 储介质及设备 (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梁的设计方法、 计算机存 储介质及设备。 本申请的船用门型支架管架梁设 计方法中， 在三维建模平台构建三维管路模型， 输入非几何参数， 然后通过构建计算方法物理特 性库调用函数和管架梁型材参数库调用函数， 求 解出管架梁 型材的型号， 通过对比两个管架梁型 材的型号， 将管架梁型材尺寸小的作为最终的管 架梁型材型号。 本申请依靠三维建模平台和建立 调用函数的方式， 提高了设计的效率且不容易产 生参数设置错误， 通过与经验设计值相比较， 选 取尺寸小的作为最终结果， 能够 使管架梁的设计 更符合实际要求， 减少管架梁重量远超过真实需 要重量的情况， 有利于实现船舶轻量化设计和建 造目标。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115114748 A 2022.09.27 CN 115114748 A 1.一种船用门型支 架管架梁的设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 1)在三维建模平台构建三维管路模型， 输入三维管路模型非几何参数， 三维管路模型 非几何参数包括 运行条件、 管内流动介质、 管路材质； 2)构建计算方法物理特性库调用函数， 已知三维管路模型非几何参数的条件下， 通过 计算方法物理特性库调用函数能够调 取与三维管路模型非几何参数相对应的物理特性库 中的物理特性 参数； 构建管架梁型材参数库调用函数， 基于管架梁型材几何参数和型号的对应关系， 在已 知管架梁型材几何参数的条件下， 通过管架梁型材参数库调用函数能够调取管架梁型材的 型号； 3)调用计算方法物理特性库调用函数， 求 解管路支 架垂直载荷和水平载荷； 4)基于求解出的管路支架垂直载荷和水平载荷， 求出管架梁需要满足的抗剪强度和抗 弯强度， 调用管架梁型材参数库调用函数和计算方法物理特性库调用函数， 求出满足抗剪 强度和抗弯强度要求的管架梁型 材型号； 5)构建并调用管架梁经验设计数据库查找函数， 已知三维管路模型几何参数条件下， 通过管架梁经验设计数据库查找函数调取 管架梁经验设计数据库中管架梁型 材型号； 6)基于步骤4)中数学计算求出的管架梁型材型号和步骤5)中经验设计查找得到的管 架梁型材型号， 选取二 者中尺寸小的作为管架梁型 材型号结果。 2.根据权利要求1所述的船用门型支架管架梁的设计方法， 其特征在于， 船用门型支架 管架梁的设计方法还包括步骤7)： 将步骤6)中的管架梁 型材型号与三 维管路模 型中管架柱 型材型号比对， 选取二 者中尺寸大的作为 最终的管架梁型 材型号结果。 3.根据权利要求1所述的船用门型支 架管架梁的设计方法， 其特 征在于， 步骤1)中输入三维管路模型保温材料厚度参数和保温材质参数， 步骤3)中， 计算垂直 载荷的参数包括保温材 料重量。 4.根据权利要求3所述的船用门型支架管架梁的设计方法， 其特征在于， 步骤3)中， 计 算垂直载荷的参数还包括管材重量和附加重量； 计算水平载荷的参数包括活动管架水平推 力、 补偿器水平推力、 管道内不平衡内推力。 5.根据权利要求1所述的船用门型支 架管架梁的设计方法， 其特 征在于， 步骤4)包括： 步骤41)： 调用计算方法物理特性库调用函数和管架梁型材参数库调用函数， 计算出满 足抗剪强度要求的管架梁型 材的型号； 步骤42)： 调用计算方法物理特性库调用函数， 在步骤41)求解基础上， 计算步骤41)中 所计算出 的管架梁型材 的抗弯强度， 如果管架梁型材抗弯强度不满足要求， 增大管架梁型 材的尺寸， 直到管架梁型材的抗弯强度满足要求， 此时根据管架梁型材的尺寸， 调用管架梁 型材参数库调用函数获取得到的管架梁型材的型号即为满足抗剪强度和 抗弯强度要求的 管架梁型 材型号。 6.根据权利要求5所述的船用门型支 架管架梁的设计方法， 其特 征在于， 步骤41)中管架梁型 材的型号 求解过程为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115114748 A 2式中， S： 管架梁 截面积； α： 载荷系数； TV： 垂直载荷作用下 管架梁在垂直方向所承受最大剪力； TH： 水平载荷作用下 管架梁在水平方向所承受最大剪力； ns： 安全系数； τ： 管材的剪切许用应力； 求解后获取满足抗剪强度的最小管架梁型材截面积S， 调用管架梁型材参数库调用函 数， 查找并获取满足抗剪强度要求的管架梁型 材的型号。 7.根据权利要求6所述的船用门型支架管架梁的设计方法， 其特征在于， 步骤42)中， 管 架梁型材满足管架梁抗弯强度求解不等式时， 管架梁型材 的抗弯强度即满足要求， 管架梁 抗弯强度求 解不等式为： 式中， α： 载荷系数； MV： 垂直载荷作用下 管架梁截面最大弯矩； MH： 水平载荷作用下 管架梁截面最大弯矩； rV、 rH： MV、 MH方向对应的截面塑性发展系数； WnV、 WnH： MV、 MH方向对应的截面系数； ns： 安全系数； σ： 管材的许用应力。 8.根据权利要求1所述的船用门型支架管架梁的设计方法， 其特征在于， 将步骤6)中管 架梁型材型号结果添加至三维管路模型 的非几何参数中， 当调用管路参数定义时， 该结果 可一并显示。 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 架管架梁的设计方法。 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 架管架梁的设计方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115114748 A 3