CN114036648B - 一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于船体结构应力监测技术领域，具体涉及一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法。本发明同时考虑传感器的监测范围与船体结构强度评估所要求的范围，对待监测船体结构进行离散处理；通过分析待监测船体结构可能遭受的全部形式外部载荷，获得与各种形式外部载荷对应的待监测船体结构单元间的应力关系系数矩阵；根据实际布置在待监测船体结构各监测点位置的传感器获得的应力数据，确定待监测船体结构实际遭受的外部载荷形式；通过计算等效单元应力矩阵与等效节点应力矩阵，掌握待监测船体结构的整体应力状态。本发明能给出用于船体结构强度评估的应力数据，实现了对待监测结构强度的准确评估以及结构状态的准确把握。

Description

一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法

技术领域

本发明属于船体结构应力监测技术领域，具体涉及一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法。

背景技术

在船体结构应力监测中，通过采用在监测点位置布置传感器的方式，实现了对船体结构进行健康监测的目的，但这仅能获得监测点位置的应力状态；而若想得到待监测结构更多位置的应力状态，就需要相应地增加传感器的布置数量，但布置的传感器数量过多，会带来许多问题，如：不利于经济性的要求；数据量成倍地增加，会给监测系统的数据处理带来很大困难等。因此，传感器的数量无法不加限制地增加，这就造成了目前的结构监测方法很难获得待监测结构整体应力状态的问题。事实上，由于船上人员作业、传感器的安装工艺和走线、监测点位置的结构复杂等因素的制约，会造成传感器的实际安装位置不在事先选定的监测点位置的情况；同时，对于在实际海洋环境中营运的船舶，我们无法确定事先选定的监测点位置是否一直是结构的最危险位置，而这都将会给船体结构的安全性带来很大的隐患。而若能通过布置有限数量的传感器，根据由其获得的应力数据得到待监测结构的整体应力状态，就可以很好地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法。

一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法，包括以下步骤：

步骤1：获取待监测船体结构，分析待监测船体结构可能遭受的全部形式外部载荷{F₁,...,F_γ}；同时考虑传感器的监测范围与船体结构强度评估所要求的范围，对待监测船体结构进行离散处理，获得各单元的尺寸；

步骤2：对待监测船体结构施加某种形式的外部载荷F_s的单位载荷F_s0，得到各单元的单位应力数据筛选上述各单元的单位应力数据，并确定与该种形式外部载荷对应的基准单元；s＝1,2,...,γ；i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,m；

步骤3：结合由步骤2获得的各单元的单位应力数据基准单元的应力数据/>计算待监测船体结构与该种形式外部载荷F_s对应的单元间应力关系系数矩阵

其中，矩阵/>中元素1的位置与基准单元位置相同，即若选定单元ij作为与外部载荷F_s对应的待监测船体结构的基准单元，则矩阵/>中元素1的位于第i行第j列；

步骤4：重复步骤2-3，获得与各种形式外部载荷F_s对应的待监测船体结构单元间的应力关系系数矩阵

步骤5：根据实际布置在待监测船体结构各监测点位置的传感器获得的应力数据通过载荷识别方法确定待监测船体结构实际遭受的外部载荷形式/>进而获得与上述各种形式外部载荷/>对应的各监测点位置的应力数据/>D为待监测船体结构实际遭受的外部载荷形式总数，d＝1,...,D；

步骤6：计算与各种形式外部载荷对应的基准单元的应力数据/>进而获取待监测船体结构与外部载荷/>对应的单元应力矩阵/>

其中，r为以监测点pq为共用节点的全部单元的个数，以监测点pq为共用节点的各单元从基准单元开始以逆时针的方向顺序编号1～r，即

步骤7：在分别获得了待监测船体结构与各种形式外部载荷对应的单元应力矩阵/>后，计算待监测船体结构的总单元应力矩阵/>

步骤8：采用船体结构强度评估等效单元应力的获取方法，对待监测船体结构总单元应力矩阵进行处理，得到用于船体结构强度评估的等效单元应力矩阵/>

其中，为用于船体结构强度评估的等效单元i_ej_e的应力数据，i_e＝1,...,α，j_e＝1,...,β；l为用于等效单元i_ej_e应力数据获取的单元总数；/>为用于等效单元i_ej_e应力数据获取的第k个单元的应力数据，由待监测船体结构的总单元应力矩阵/>获取，A_k为第k个单元的面积；

步骤9：计算待监测船体结构各等效节点的应力数据获取待监测船体结构的等效节点应力矩阵/>

其中，r_e为以等效节点p_eq_e为共用节点的全部等效单元的个数；为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m_e个等效单元的应力数据，由等效单元应力矩阵/>获取；p_e＝1,...,α+1；q_e＝1,...,β+1；

步骤10：由已获得的等效单元应力矩阵等效节点应力矩阵/>掌握待监测船体结构的整体应力状态；同时，采用可视化方法，便可直观地显示待监测船体结构的整体应力状态。

进一步地，所述步骤9中若以等效节点p_eq_e为共用节点的各等效单元形状和大小不同，则对于等效节点p_eq_e，其应力数据计算方法为：

若待监测船体结构的离散模型为二维模型，则为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m_e个等效单元的面积；若待监测船体结构的离散模型为三维模型，则为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m_e个等效单元的体积。

本发明的有益效果在于：

本发明实现了对待监测结构整体应力状态的获取。通过由布置的有限数量的传感器获得的应力数据，结合本发明提出的相关方法，即可得到待监测结构的等效单元应力矩阵等效节点应力矩阵/>据此便可具体、直观地掌握待监测结构的整体应力状态。传感器的监测具有一定的范围，且该范围与船体结构强度评估中要求的范围存在差异，本发明采用船舶结构强度评估应力(等效单元应力)的获取方法，能更合理地给出用于船体结构强度评估的应力数据，实现了对待监测结构强度的准确评估以及结构状态的准确把握。通过本发明提出的方法，可以准确地获得待监测结构整体的应力状态，从而有助于相关人员及时、全面地掌握结构的整体应力状态，进而避免了由于监测点位置并非待监测结构的最危险位置所引发的船体结构安全性问题。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为由等效单元应力获得等效节点应力的简化方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

在现有的船体结构应力监测中，通过在监测点位置布置传感器的方式，实现了对船体结构进行健康监测的目的，但这仅能获得传感器布置位置的应力状态，而无法知晓待监测结构的整体应力状态。事实上，由于部分现实因素的制约，会造成传感器的实际安装位置不在事先选定的监测点位置的情况；同时，对于在实际海洋环境中营运的船舶，我们无法确定事先选定的监测点位置是否一直是待监测结构的最危险位置，而若出现监测点位置并非待监测结构最危险位置的情况，就会给船舶的安全性带来很大的隐患。而若能通过布置有限数量的传感器，根据由其获得的监测数据得到待监测结构的整体应力状态，就可以很好地解决以上问题。基于此，本发明提出了一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法；该方法通过由布置在监测点位置的有限数量传感器获得的应力数据，实现了对船体结构整体应力状态的获取，从而可以有效地避免由于监测点位置并非待监测结构最危险位置所带来的船舶安全性的问题。

本发明借助有限元方法中的单元应力和节点应力来描述结构的应力状态。通过研究单元应力间的确定性关系，结合由监测点位置的传感器获得的应力数据，实现了对待监测结构整体应力状态的获取。事实上，由于传感器的监测范围与船体结构强度评估中要求的范围存在差异，故需要对由传感器获得的应力数据进行转换处理，本发明通过采用基于单元面积的面积加权平均方法也很好地解决了该问题。基于此，本发明提出了一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法，其具体流程见图1。

本发明通过由布置的有限数量传感器获得的应力数据，实现了对待监测结构整体应力状态的获取，有效地避免了由于监测点位置并非待监测结构的最危险位置所引发的船体结构的安全性问题。

以传感器的监测范围为主，并考虑船体结构强度评估所要求的范围，对待监测结构进行离散处理，获得各单元的尺寸。首先，对待监测结构施加某种形式外部载荷的单位载荷，获得全部单元的单位应力数据；筛选上述各单元的单位应力数据，并确定与该种形式外部载荷对应的基准单元；由单元间应力关系系数的获取方法，对应地得到待监测结构与该种形式外部载荷对应的单元应力间关系系数矩阵；重复该过程，直至遍历了待监测结构可能遭受的全部形式外部载荷。然后，根据由布置在监测点位置的传感器获得的应力数据，采用适当的载荷识别方法，确定待监测结构实际遭受的外部载荷形式，以及与这些外部载荷形式对应的监测点位置的应力数据。之后，由已获得的与待监测结构实际遭受的各种外部载荷形式对应的监测点位置的应力数据，采用由节点应力获得单元应力的简化方法，分别获得与这些形式外部载荷对应的基准单元的应力数据，进而，可分别获得待监测结构与这些形式外部载荷对应的单元应力矩阵；相应地，由总单元应力矩阵的获取方法，即可获得待监测结构的总单元应力矩阵。最后，采用船体结构强度评估应力(等效单元应力)的获取方法，对已获得的总单元应力矩阵进行处理，得到用于船体结构强度评估的等效单元应力矩阵；再采用由等效单元应力获得等效节点应力的简化方法，可相应地得到待监测结构的等效节点应力矩阵；进而，由已获得的等效单元应力矩阵、等效节点应力矩阵，即可掌握待监测结构的整体应力状态；同时，采用可视化方法，便可直观地显示待监测结构的整体应力状态。

本发明的原理如下：

1)单元间应力关系系数的获取方法

以传感器的监测范围为主，并考虑船体结构强度评估所要求的范围，对待监测结构进行离散处理，获得各单元的尺寸。然后，对待监测结构施加某种形式外部载荷F_s的单位载荷F_s0，得到各单元的单位应力数据(/>或/>i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,m)。

若在监测点位置布置了单向传感器，则所述应力数据为监测点位置的应力值，即若在监测点位置布置了三向传感器，则所述应力数据为监测点位置的各应力分量值，即/>

筛选上述各单元的单位应力数据，确定与该种形式外部载荷对应的基准单元，并规定该基准单元的单位应力数据为此时，与该种形式外部载荷对应的各单元间应力关系系数/>可由公式(1)计算得到：

其中，矩阵/>中元素1的位置与基准单元位置相同，即若选定单元ij作为与外部载荷F_s对应的待监测船体结构的基准单元，则矩阵/>中元素1的位于第i行第j列；例如，在外部载荷F_s0的作用下，若选定单元22(i＝2,j＝2)作为待监测结构的基准单元，则与该种形式外部载荷F_s对应的单元应力间关系系数矩阵/>为:

2)由节点应力获得单元应力的简化方法

在某种形式外部载荷F_s的作用下，监测点pq位置的应力数据可表示为公式(3)的形式：

其中，r为以监测点pq为共用节点的全部单元的个数；为以监测点pq为共用节点的第m个单元的应力数据。

结合与该种形式外部载荷F_s对应的单元间应力关系系数 则监测点pq的应力数据/>可进一步表示为：

其中，为在该种形式外部载荷F_s的作用下，基准单元的应力数据。

从而有：

在由公式(5)获得了基准单元的应力数据后，待监测结构的单元应力矩阵可由公式(6)计算得到：

3)总单元应力矩阵的获取方法

假设待监测结构实际遭受了α种形式的外部载荷F_α(α∈{s})，此时，由布置在监测点位置的传感器获得的应力数据可表示为：

式中，为与外部载荷F_α对应的监测点位置的应力数据。

事实上，采用适当的载荷识别方法，可获得与各种形式外部载荷F_α(α∈{s})对应的监测点位置的应力数据然后，采用由节点应力获得单元应力的简化方法，在获得了与各种形式外部载荷F_α(α∈{s})对应的单元应力矩阵/>后，待监测结构的总单元应力矩阵/>可由公式(8)计算得到：

4)船体结构强度评估应力(等效单元应力)的获取方法

由于由传感器监测范围得到的单元尺寸与船体结构强度评估中要求的单元尺寸存在差异，故需要对已获得的单元应力数据进行一定的处理。具体地，本发明采用了基于单元面积的面积加权平均方法，见公式(9)。

其中，为用于船体结构强度评估的等效单元i_ej_e(i_e＝1,2,…,α；j_e＝1,2,…,β)的应力数据；/>为用于等效单元i_ej_e应力数据获取的第k个单元的应力数据；A_k为单元k的面积；l为用于等效单元i_ej_e应力数据获取的单元总数。

采用公式(9)对已获得的待监测结构的总单元应力矩阵进行处理，可得到用于船体结构强度评估的等效单元应力矩阵/>

5)由等效单元应力获得等效节点应力的简化方法

在得到了用于船体结构强度评估的各等效单元的应力数据后，采用公式(11)便可对应得到待监测结构各等效节点的应力数据见图2。

其中，r为以等效节点p_eq_e为共用节点的全部等效单元的个数；为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m个等效单元的应力数据。

若以等效节点p_eq_e为共用节点的各等效单元形状和大小不同，则对于等效节点p_eq_e，其应力数据也可由公式(12)计算得到：

特别地，对于待监测结构的离散模型为二维模型的情况，有：

其中，A^m为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m个等效单元的面积。

对于待监测结构的离散模型为三维模型的情况，有：

其中，Ω^m为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m个等效单元的体积。

在由上述方法获得了各等效节点的应力数据后，相应地便可得到待监测结构的等效节点应力矩阵如下：

进而，由已获得的等效单元应力矩阵等效节点应力矩阵/>即可掌握待监测结构的整体应力状态；同时，采用可视化方法，便可直观地显示待监测结构的整体应力状态。

本发明的具体方法如下：

1)以传感器的监测范围为主，并考虑船体结构强度评估所要求的范围，对待监测结构进行离散处理，获得各单元的尺寸。

2)对待监测结构施加某种形式的外部载荷F_s的单位载荷F_s0，得到各单元的单位应力数据筛选上述各单元的单位应力数据，并确定与该种形式外部载荷对应的基准单元。

3)结合由2)获得的各单元的单位应力数据基准单元的应力数据采用单元间应力关系系数的获取方法，得到待监测结构与该种形式外部载荷F_s对应的单元间应力关系系数矩阵/>

4)分析待监测结构可能遭受的全部形式外部载荷F_s(s＝1,2,…,γ)，重复上述2)、3)，获得与上述各种形式外部载荷F_s对应的待监测结构单元间的应力关系系数矩阵。

5)根据由布置在监测点位置的传感器获得的应力数据采用适当的载荷识别方法，确定待监测结构实际遭受的外部载荷形式F_α(α∈{s})，进而获得与上述各种形式外部载荷F_α对应的监测点位置的应力数据/>

6)由已获得的与各种形式外部载荷F_α(α∈{s})对应的监测点位置的应力数据采用由节点应力获得单元应力的简化方法，由公式(5)可获得与外部载荷F_α对应的基准单元的应力数据/>进而，由公式(6)可获得待监测结构与外部载荷F_α对应的单元应力矩阵/>

7)在分别获得了待监测结构与各种形式外部载荷F_α(α∈{s})对应的单元应力矩阵后，由总单元应力矩阵的获取方法，由公式(8)可计算得到待监测结构的总单元应力矩阵/>

8)采用船体结构强度评估应力(等效单元应力)的获取方法，由公式(9)对已获得的待监测结构总单元应力矩阵进行处理，得到用于船体结构强度评估的等效单元应力矩阵/>

9)在得到了用于船体结构强度评估的等效单元应力矩阵后，采用公式(11)或公式(12)可得到待监测结构各等效节点的应力数据/>进而，便可相应地得到待监测结构的等效节点应力矩阵/>

10)由已获得的等效单元应力矩阵等效节点应力矩阵/>即可掌握待监测结构的整体应力状态；同时，采用可视化方法，便可直观地显示待监测结构的整体应力状态。

本发明给出了一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法，该方法通过由布置的有限数量传感器获得的应力数据，实现了对船体结构整体应力状态的获取，有效地避免了由于监测点位置并非待监测结构的最危险位置所引发的船体结构的安全性问题。其具体特点如下：

1)该方法实现了对待监测结构整体应力状态的获取。通过由布置的有限数量的传感器获得的应力数据，结合本发明提出的相关方法，即可得到待监测结构的等效单元应力矩阵等效节点应力矩阵/>据此便可具体、直观地掌握待监测结构的整体应力状态。

2)该方法能有效地避免船体结构安全性问题的发生。通过本发明提出的方法，可以准确地获得待监测结构整体的应力状态，从而有助于相关人员及时、全面地掌握结构的整体应力状态，进而避免了由于监测点位置并非待监测结构的最危险位置所引发的船体结构安全性问题。

3)该方法能更合理地给出用于船体结构强度评估的应力数据。传感器的监测具有一定的范围，且该范围与船体结构强度评估中要求的范围存在差异，本发明采用船舶结构强度评估应力(等效单元应力)的获取方法，实现了对待监测结构强度的准确评估以及结构状态的准确把握。

进一步限定，对于基准单元的选取，应在以监测点为共用节点的各单元中进行，且应选择其中应力最大的单元。

进一步限定，在采用船体结构强度评估应力(等效单元应力)的获取方法时，用于面积加权平均的单元的所有边界必须完全落在用于船体结构强度评估所要求的单元尺寸的范围之内，这可通过合理确定待监测结构的离散方式来实现。

进一步限定，对于专利中“应力数据”的表述，具体为：若在监测点位置布置了单向传感器，则所指的应力数据为监测点位置的应力值，且有若在监测点位置布置了多向传感器，则所指的应力数据为监测点位置的各应力分量值，且有/>

进一步限定，若在监测点位置布置了多向传感器，则对于由每个传感器获得的应力分量，均应按照专利中的方法得到其等效应力分量矩阵；然后，结合船体结构监测的目标强度类型，采用对应的应力合成公式，最终得到用于船体结构强度评估的等效单元应力矩阵、等效节点应力矩阵，并将之用于船体结构整体应力状态的获取。

实施例1：

一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取待监测船体结构，分析待监测船体结构可能遭受的全部形式外部载荷{F₁,...,F_γ}；同时考虑传感器的监测范围与船体结构强度评估所要求的范围，对待监测船体结构进行离散处理，获得各单元的尺寸；

步骤2：对待监测船体结构施加某种形式的外部载荷F_s的单位载荷F_s0，得到各单元的单位应力数据筛选上述各单元的单位应力数据，并确定与该种形式外部载荷对应的基准单元；s＝1,2,...,γ；i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,m；

步骤3：结合由步骤2获得的各单元的单位应力数据基准单元的应力数据/>计算待监测船体结构与该种形式外部载荷F_s对应的单元间应力关系系数矩阵

其中，矩阵/>中元素1的位置与基准单元位置相同，即若选定单元ij作为与外部载荷F_s对应的待监测船体结构的基准单元，则矩阵/>中元素1的位于第i行第j列；

步骤4：重复步骤2-3，获得与各种形式外部载荷F_s对应的待监测船体结构单元间的应力关系系数矩阵

步骤5：根据实际布置在待监测船体结构各监测点位置的传感器获得的应力数据通过载荷识别方法确定待监测船体结构实际遭受的外部载荷形式/>进而获得与上述各种形式外部载荷/>对应的各监测点位置的应力数据/>D为待监测船体结构实际遭受的外部载荷形式总数，d＝1,...,D；

步骤6：计算与各种形式外部载荷对应的基准单元的应力数据/>进而获取待监测船体结构与外部载荷/>对应的单元应力矩阵/>

其中，r为以监测点pq为共用节点的全部单元的个数，以监测点pq为共用节点的各单元从基准单元开始以逆时针的方向顺序编号1～r，即

步骤7：在分别获得了待监测船体结构与各种形式外部载荷对应的单元应力矩阵/>后，计算待监测船体结构的总单元应力矩阵/>

步骤8：采用船体结构强度评估等效单元应力的获取方法，对待监测船体结构总单元应力矩阵进行处理，得到用于船体结构强度评估的等效单元应力矩阵/>

其中，为用于船体结构强度评估的等效单元i_ej_e的应力数据，i_e＝1,...,α，j_e＝1,...,β；l为用于等效单元i_ej_e应力数据获取的单元总数；/>为用于等效单元i_ej_e应力数据获取的第k个单元的应力数据，由待监测船体结构的总单元应力矩阵/>获取，A_k为第k个单元的面积；

步骤9：计算待监测船体结构各等效节点的应力数据获取待监测船体结构的等效节点应力矩阵/>

其中，r_e为以等效节点p_eq_e为共用节点的全部等效单元的个数；为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m_e个等效单元的应力数据，由等效单元应力矩阵/>获取；p_e＝1,...,α+1；q_e＝1,...,β+1；

若以等效节点p_eq_e为共用节点的各等效单元形状和大小不同，则对于等效节点p_eq_e，其应力数据计算方法为：

/>

若待监测船体结构的离散模型为二维模型，则为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m_e个等效单元的面积；若待监测船体结构的离散模型为三维模型，则为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m_e个等效单元的体积；

步骤10：由已获得的等效单元应力矩阵等效节点应力矩阵/>即可掌握待监测船体结构的整体应力状态；同时，采用可视化方法，便可直观地显示待监测船体结构的整体应力状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取待监测船体结构，分析待监测船体结构可能遭受的全部形式外部载荷{F₁,...,F_γ}；同时考虑传感器的监测范围与船体结构强度评估所要求的范围，对待监测船体结构进行离散处理，获得各单元的尺寸；

步骤2：对待监测船体结构施加某种形式的外部载荷F_s的单位载荷F_s0，得到各单元的单位应力数据筛选上述各单元的单位应力数据，并确定与该种形式外部载荷对应的基准单元；s＝1,2,...,γ；i＝1,2,...,n；j＝1,2,...,m；

步骤3：结合由步骤2获得的各单元的单位应力数据基准单元的应力数据计算待监测船体结构与该种形式外部载荷F_s对应的单元间应力关系系数矩阵

其中，矩阵/>中元素1的位置与基准单元位置相同，即若选定单元ij作为与外部载荷F_s对应的待监测船体结构的基准单元，则矩阵/>中元素1的位于第i行第j列；

步骤4：重复步骤2-3，获得与各种形式外部载荷F_s对应的待监测船体结构单元间的应力关系系数矩阵

步骤5：根据实际布置在待监测船体结构各监测点位置的传感器获得的应力数据通过载荷识别方法确定待监测船体结构实际遭受的外部载荷形式/>进而获得与上述各种形式外部载荷/>对应的各监测点位置的应力数据/>D为待监测船体结构实际遭受的外部载荷形式总数，d＝1,...,D；

步骤6：计算与各种形式外部载荷对应的基准单元的应力数据/>进而获取待监测船体结构与外部载荷/>对应的单元应力矩阵/>

其中，r为以监测点pq为共用节点的全部单元的个数，以监测点pq为共用节点的各单元从基准单元开始以逆时针的方向顺序编号1～r，即

步骤7：在分别获得了待监测船体结构与各种形式外部载荷对应的单元应力矩阵后，计算待监测船体结构的总单元应力矩阵/>

步骤8：采用船体结构强度评估等效单元应力的获取方法，对待监测船体结构总单元应力矩阵进行处理，得到用于船体结构强度评估的等效单元应力矩阵/>

其中，为用于船体结构强度评估的等效单元i_ej_e的应力数据，i_e＝1,...,α，j_e＝1,...,β；l为用于等效单元i_ej_e应力数据获取的单元总数；/>为用于等效单元i_ej_e应力数据获取的第k个单元的应力数据，由待监测船体结构的总单元应力矩阵/>获取，A_k为第k个单元的面积；

步骤9：计算待监测船体结构各等效节点的应力数据获取待监测船体结构的等效节点应力矩阵/>

其中，r_e为以等效节点p_eq_e为共用节点的全部等效单元的个数；为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m_e个等效单元的应力数据，由等效单元应力矩阵/>获取；p_e＝1,...,α+1；q_e＝1,...,β+1；

步骤10：由已获得的等效单元应力矩阵等效节点应力矩阵/>掌握待监测船体结构的整体应力状态；同时，采用可视化方法，便可直观地显示待监测船体结构的整体应力状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于局部应力关联法的船体结构整体应力状态获取方法，其特征在于：所述步骤9中若以等效节点p_eq_e为共用节点的各等效单元形状和大小不同，则对于等效节点p_eq_e，其应力数据计算方法为：

若待监测船体结构的离散模型为二维模型，则 为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m_e个等效单元的面积；若待监测船体结构的离散模型为三维模型，则 为以等效节点p_eq_e为共用节点的第m_e个等效单元的体积。