文章标题：船体结构应力监测反演技术中基础模态选择研究

文章作者：张超群¹, 姜金辉^1,4, 经博翔^2,3,4, 郭力^2,3,4, 袁昱超^2,3,4, 唐文勇^2,3,4
关 键 字：集装箱船;模态叠加;数字孪生技术;船体应力监测系统
文章摘要：实时监测船体结构应力和强度评估，对保障船舶的安全尤为重要，但由于空间和成本的限制，监测传感器只能安装在船体结构的有限位置，难以监测船体的所有危险区域。船体结构应力监测反演技术是解决这一问题的有效方法。本文以14000 TEU集装箱船为研究对象，选择垂向弯曲、水平弯曲和扭转3种振型作为求解基，结合监测位置的应力结果，探究船舶应力监测中数字应力监测技术的模态选择。基于监测设备的实测应力与基础模态应力，采用最小二乘法计算各基础模态系数，用模态叠加法得到整个船体结构的应力响应。使用反演值与实际响应的相对误差作为评价指标，验证了数字孪生系统的可靠性以及模态选择方法的可行性，得出了一至三阶垂弯、一至三阶扭转以及一阶横弯是最可靠的基础模态组合的结论。