特殊船舶結(jié)構(gòu)的局部疲勞分析研究.pdf

1、船舶結(jié)構(gòu)的疲勞問(wèn)題是一個(gè)由來(lái)已久的問(wèn)題，也是影響船舶結(jié)構(gòu)安全性的重要問(wèn)題。各國(guó)船級(jí)社針對(duì)船舶結(jié)構(gòu)疲勞進(jìn)行了大量研究，并形成了相關(guān)規(guī)范，但主要是針對(duì)油船、散貨船、集裝箱船等常規(guī)船型。對(duì)于穿浪雙體船、潛艇耐壓殼等特殊船舶結(jié)構(gòu)的疲勞研究仍然較少。本文主要做了以下工作： （1）建立穿浪雙體船全船有限元模型，按照有關(guān)指南施加載荷工況，進(jìn)行靜力分析。確定Weibull分布下的疲勞載荷概率模型，建立疲勞載荷譜。選取某一鋁合金材料的S-N曲線，

2、基于Miner線性累積損傷理論對(duì)穿浪雙體船主船體的三個(gè)典型橫剖面進(jìn)行局部疲勞分析，觀察結(jié)構(gòu)應(yīng)力、疲勞壽命和疲勞損傷的分布規(guī)律?？疾炱骄鶓?yīng)力和Weibull分布形狀參數(shù)對(duì)疲勞壽命的影響。通過(guò)疲勞可靠性計(jì)算，研究各隨機(jī)變量對(duì)疲勞可靠度的影響。 （2）建立潛艇耐壓殼中典型的錐柱結(jié)合殼結(jié)構(gòu)模型，施加合適的約束和載荷，進(jìn)行靜力分析。錐柱結(jié)合殼凸角處外表面具有較大的拉伸應(yīng)力，是疲勞研究的熱點(diǎn)。大深度潛艇耐壓殼結(jié)構(gòu)的疲勞屬于低周疲勞，采用局部應(yīng)

3、力應(yīng)變法計(jì)算裂紋萌生壽命，用斷裂力學(xué)法計(jì)算裂紋擴(kuò)展壽命。從載荷、材料、幾何尺寸、殘余應(yīng)力、初始裂紋等方面考察各因素對(duì)疲勞壽命的影響。 本文采用MSC.Patran/Nastran進(jìn)行有限元建模和靜力計(jì)算，用MSC.Fatigue進(jìn)行疲勞分析計(jì)算。本文疲勞計(jì)算方法包含常用的三種方法：S-N曲線法、局部應(yīng)力應(yīng)變法和斷裂力學(xué)法，并涉及了可靠性計(jì)算，具有一定的廣泛性。本文從不同角度考察了各種因素對(duì)穿浪雙體船和潛艇耐壓殼結(jié)構(gòu)疲勞壽命的影響