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多体船连接桥的多轴疲劳分析

作　者: 邱悦
导　师: 任慧龙
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 海岸及近海工程
关键词: 多体船小水线面双体船连接桥部位多轴疲劳寿命预测累计损伤
分类号: U661.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 53次
引　用: 1次
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内容摘要

疲劳破坏是船舶与海洋工程结构失效的主要形式之一,一直是船舶与海洋工程领域研究的热点。目前对船舶结构疲劳评估的方法已经很成熟,但由于实际工程结构和设备中的重要结构零部件,大多数在复杂的多轴载荷作用下服役,因而近些年来国际疲劳界对更为符合实际的多轴疲劳研究普遍重视起来,并已成为疲劳研究的热点。多体船作为一种复杂结构形式,很容易承受多轴载荷作用,其连接桥又是疲劳分析的重点部位。因此本文在CCS《小水线面双体船指南》疲劳评估方法基础上,对其进行多轴疲劳分析。主要内容如下:(1)介绍CCS《小水线面双体船指南》疲劳评估方法,分析设计载荷工况。(2)按照《小水线面双体船指南》设计要求,建立有限元模型。并按规范中所给工况进行模型加载,提取相关数据分析其多轴状态。(3)介绍多轴疲劳寿命预测准则,结合模型实例进行载荷循环次数的计算,并与传统方法进行比较。(4)以传统S-N曲线法为基础,推导多轴疲劳损伤公式,并按此方法进行模型实例计算,将结果与传统方法进行比较,说明在进行结构疲劳分析时考虑多轴疲劳的必要性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-19
  1.1 课题研究的目的和意义  11-12
  1.2 多轴疲劳的定义  12
  1.3 双体船连接桥结构及特性简介  12-13
  1.4 国内外研究综述  13-17
    1.4.1 双体船研究进展  13-14
    1.4.2 多轴疲劳理论研究现状  14-17
  1.5 本文的主要工作  17-19
第2章小水线面双体船的疲劳评估方法  19-35
  2.1 概述  19
  2.2 双体船连接桥结构疲劳强度校核部位  19-21
  2.3 小水线面双体船的设计载荷  21-30
    2.3.1 总体横向弯矩  21-23
    2.3.2 总体水平扭矩  23-24
    2.3.3 总体不同步纵摇扭矩  24-25
    2.3.4 总体纵向弯矩  25-26
    2.3.5 载荷组合工况  26-28
    2.3.6 有限元计算时边界条件的选取  28-30
  2.4 结构疲劳评估  30-34
    2.4.1 腐蚀余量的规定  30
    2.4.2 应力集中系数的计算  30-31
    2.4.3 设计应力范围S_L 的计算  31
    2.4.4 S-N 曲线的选取  31-32
    2.4.5 CCS 规范的疲劳评估准则  32-33
    2.4.6 累计损伤计算  33-34
  2.5 本章小结  34-35
第3章小水线面双体船有限元模型建立  35-51
  3.1 概述  35
  3.2 小水线面双体船有限元模型建立  35-39
    3.2.1 船体主尺度及参数  35-36
    3.2.2 小水线面双体船结构特征  36-37
    3.2.3 有限元模型建立  37-39
  3.3 小水线面双体船设计载荷  39-44
    3.3.1 疲劳载荷工况简化  39-40
    3.3.2 边界条件的设置  40-42
    3.3.3 有限元模型载荷  42-44
  3.4 船体疲劳强度校核部位  44-46
  3.5 小水线面双体船多轴状态分析  46-50
    3.5.1 数据处理  46-48
    3.5.2 多轴应力状态分析  48-50
  3.6 本章小结  50-51
第4章多轴疲劳寿命预测方法  51-64
  4.1 概述  51
  4.2 多轴疲劳应力应变关系  51-54
    4.2.1 主应力  51-53
    4.2.2 主应变  53-54
  4.3 多轴疲劳寿命预测方法  54-62
    4.3.1 基于静强度准则的多轴疲劳寿命预测方法  55-58
    4.3.2 非比例加载下的寿命估算法  58-59
    4.3.3 多轴疲劳寿命估算的临界面法  59-62
  4.4 有限元模型多轴载荷寿命预测  62-63
    4.4.1 多轴载荷寿命分析  62-63
  4.5 本章小结  63-64
第5章多轴疲劳累积损伤  64-76
  5.1 概述  64
  5.2 S-N 曲线法  64-68
    5.2.1 S-N 曲线  64-65
    5.2.2 Minner 线性累积理论  65-67
    5.2.3 应力范围的长期分布  67-68
    5.2.4 疲劳累积损伤计算  68
  5.3 多轴疲劳简化方法  68-72
    5.3.1 基于最大剪应变的多轴疲劳累积损伤公式  69-72
    5.3.2 基于Brown-Miller 准则的多轴疲劳累积损伤公式  72
  5.4 有限元模型实例疲劳计算  72-75
    5.4.1 基于最大剪应变准则的累积损伤计算  73-74
    5.4.2 基于Brown-Miller 准则的累计损伤计算  74-75
  5.5 本章小结  75-76
结论  76-78
参考文献  78-81
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  81-82
致谢  82

多体船连接桥的多轴疲劳分析

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