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散货船结构疲劳评估的设计波法

作　者: 孙昊
导　师: 冯国庆
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 散货船结构疲劳强度评估设计波法控制载荷参数组合因子
分类号: U661.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

疲劳破坏是船舶与海洋工程结构破坏的主要模式之一,随着科学技术的发展,船舶结构的疲劳破坏课题成为船舶海洋领域研究的热点。船级社提出的疲劳强度评估方法主要分为简化方法和直接计算法。简化方法的疲劳载荷主要基于经验公式,故精度难以保证；相比而言,直接计算法由结构有限元分析得到结构的应力响应,并且能够在有限元模型中考虑结构的细节,被船舶与海洋工程领域普遍采用。直接计算法可分为谱分析方法和设计波法。与谱分析方法相比,设计波法不仅可以得到合理的结果,而且还可以方便地考虑各载荷分量的组合,同时又能大大减少计算量,因而在工程上有很好的发展前景。本文主要研究适用于散货船结构疲劳强度评估的设计波法,其主要研究内容如下：1)采用疲劳评估的谱分析法对若干条散货船的典型节点进行疲劳计算,进一步可以得到损伤和相应的疲劳应力范围。具体工作包括散货船有限元模型的建立,热点位置节点的有限元精细网格的划分,腐蚀余量的扣除,谱分析波浪载荷及货物动压力的施加,然后计算应力响应。2)在确定设计波时,首先选择多种控制载荷参数(Dominant Load Parameter)并确定其对应的设计波系统,然后计算得到所选择的散货船典型节点在各设计波作用下的应力范围。3)将疲劳谱分析法得到的损伤结果反推出的疲劳参考应力范围作为目标值,综合考虑每个设计波作用下的应力范围并进行最小二乘拟合,得到相应的组合因子,从而得到适用于散货船典型结构疲劳强度评估的设计波法。

散货船结构疲劳评估的设计波法

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