基于全尺度模型實驗的船舶典型節(jié)點疲勞評估方法研究.pdf

1、在船體結(jié)構(gòu)疲勞強度校核中，作為船舶典型節(jié)點的縱骨與橫艙壁連接節(jié)點是重點校核部位，而船體縱骨主要使用球扁鋼，因此球扁鋼焊接節(jié)點的疲勞評估應(yīng)受到重點關(guān)注。傳統(tǒng)的球扁鋼焊接節(jié)點的疲勞評估是在等效 L型材的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，然而通過實驗發(fā)現(xiàn)實際的球扁鋼焊接節(jié)點疲勞實驗結(jié)果與按照等效L型材的評估結(jié)果并不一致，因此有必要對球扁鋼焊接節(jié)點的疲勞評估方法作深入的研究。
　　本文中的球扁鋼焊接節(jié)點是指縱骨（球扁鋼）與橫艙壁連接肘板的焊趾位置。文中主要通

2、過模型實驗和有限元分析相結(jié)合的方法對該節(jié)點的疲勞評估方法進行研究，主要對球扁鋼等效方法、熱點應(yīng)力計算方法以及疲勞失效判據(jù)等方面進行了對比分析，最終提出了一種基于疲勞失效判據(jù)的熱點應(yīng)力計算方法。文中主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　1）通過1:1的縱骨（球扁鋼）與橫艙壁連接節(jié)點的模型疲勞實驗，得到了真實的球扁鋼焊接節(jié)點在雙軸疲勞載荷下的疲勞壽命和疲勞裂紋萌生情況，研究了其熱點應(yīng)力在雙軸載荷與單軸載荷下的關(guān)系，并擬合了 S-N曲線，指出了

3、真實的實驗結(jié)果與規(guī)范估算結(jié)果的差異。
　　2）對比了不同球扁鋼等效方法下焊趾熱點附近的應(yīng)力分布情況和熱點應(yīng)力計算值的差異，分析了不同的球扁鋼等效方法導(dǎo)致熱點應(yīng)力和疲勞壽命評估結(jié)果不同的原因，在此基礎(chǔ)上提出熱點應(yīng)力與疲勞失效判據(jù)有直接關(guān)系，最終在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上提出了一種基于疲勞失效判據(jù)（疲勞失效時的臨界疲勞裂紋長度）的熱點應(yīng)力計算方法。
　　3）通過縱骨（等效L型材）與橫艙壁連接節(jié)點的疲勞實驗，研究了等效L型材焊接節(jié)點與真實

4、球扁鋼焊接節(jié)點疲勞性能的差異。進一步探究了雙軸載荷與單軸載荷下熱點應(yīng)力的相互關(guān)系，記錄了試件從裂紋萌生到最后失效的整個過程，對比了結(jié)構(gòu)真實失效判據(jù)與假定的失效判據(jù)的差異，同時驗證了本文提出的熱點應(yīng)力計算方法的合理性。
　　4）在本文提出的基于疲勞失效判據(jù)的熱點應(yīng)力計算方法的基礎(chǔ)上，提出了通過一個試件的疲勞實驗結(jié)果擬合得到 S-N曲線的方法，通過 S-N曲線擬合方法對比及實驗結(jié)果論證，驗證了本文提出的熱點應(yīng)力計算方法的合理性，最后對