一种面向船舶结构力学的虚拟仿真实验平台及实现方法

技术特征：
1.一种面向船舶结构力学的虚拟仿真实验平台，其特征在于，包括：用户登录管理模块、船型选择模块、虚拟实验流程介绍模块、实验虚拟仿真模块、数据库管理模块和知识学习模块；所述用户登录管理模块用于记录用户登录及学习情况；所述船型选择模块用于选择船舶类型；所述虚拟实验流程介绍模块用于设置实验操作流程及实验注意事项；所述知识学习模块用于设置船舶结构力学专业知识及虚拟平台搭建相关知识；所述实验虚拟仿真模块用于基于所述用户登录及学习情况、所述船舶类型、所述实验操作流程及实验注意事项、所述船舶结构力学专业知识及虚拟平台搭建相关知识，对船舶结构弯曲和扭转的应力及变形位移实时虚拟仿真；所述数据库管理模块用于储存虚拟仿真的结果信息。2.根据权利要求1所述的面向船舶结构力学的虚拟仿真实验平台，其特征在于，记录用户登录及学习情况的方法为：设置登录帐号和密码，所述登录账号为用户账号，基于所述用户账号，记录用户登录及学习情况。3.根据权利要求1所述的面向船舶结构力学的虚拟仿真实验平台，其特征在于，选择船舶类型的方法为：设置不同船舶类型数据库，基于船型的主尺度参数，在所述数据库中选择所需船舶类型。4.根据权利要求1所述的面向船舶结构力学的虚拟仿真实验平台，其特征在于，船舶结构力学专业知识及虚拟平台搭建相关知识包括：波浪中船体结构承受载计算、船舶结构剪力和弯矩计算、船舶结构弯曲变形响应计算、船舶结构扭转变形响应计算、结构应力应变基本知识及计算方法、船舶结构有限元建模、船舶结构强度有限元分析、虚拟现实环境下模型建立及渲染、虚拟现实环境搭建及渲染、船舶结构cae分析结果数据库构建、虚拟现实环境船体结构安全评估。5.根据权利要求4所述的面向船舶结构力学的虚拟仿真实验平台，其特征在于，所述波浪中船体结构承受载计算的方法为：t
m
＝k
s
klb2d[(c
w-0.5)
0.5
0.1][0.13-(e/d)(c0/d)
1/2
]式中，k
s
＝(1.61-0.47c
b
)
1/2
；k＝0.276；c0＝0.14；d为吃水，e为剪切中心到极限的距离，c
w
为水线面系数，t
m
为船体最大波浪扭矩，l为船长,c
b
为方形系数,b为船宽。6.根据权利要求4所述的面向船舶结构力学的虚拟仿真实验平台，其特征在于，所述船舶结构剪力和弯矩计算的方法为：式中，ω(x)为重量曲线，b(x)为浮力曲线，m(x)为沿船长方向的船体剖面弯矩，n(x)为沿船长方向的船体剖面剪力。7.根据权利要求4所述的面向船舶结构力学的虚拟仿真实验平台，其特征在于，所述船
舶结构弯曲变形响应计算的方法为：式中，l为船长，i(x)为沿船长方向的船体断面惯性矩，e代表船体材料的弹性模量。8.一种面向船舶结构力学的虚拟仿真实现方法，其特征在于，记录用户登录及学习情况；选择船舶类型；设置实验操作流程及实验注意事项；设置船舶结构力学专业知识及虚拟平台搭建相关知识；基于所述用户登录及学习情况、所述船舶类型、所述实验操作流程及实验注意事项、所述船舶结构力学专业知识及虚拟平台搭建相关知识，对船舶结构弯曲和扭转的应力及变形位移实时虚拟仿真；储存虚拟仿真的结果信息。

技术总结
本发明提供了一种面向船舶结构力学的虚拟仿真实验平台及实现方法，平台包括：用户登录管理模块、船型选择模块、虚拟实验流程介绍模块、实验虚拟仿真模块、数据库管理模块、知识学习模块；所述实现方法包括三维实体模型及有限元模型建立、贴图及动画演示、仿真交互模块实现及设计、数据库接口开发、系统架构搭建制作、数据接口及与硬件交互、Web端实现、PC端实现、ART实现。本发明能够模拟船舶在波浪中的弯曲和扭转真实实验场景，使用户沉浸式体验，以达到理论和实践的统一。达到理论和实践的统一。达到理论和实践的统一。


技术研发人员：李春通 王德禹 马宁 蔡忠华 师桂杰 崔进举
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2022.04.01
技术公布日：2022/6/28