基于双壳油船结构共同规范的疲劳损伤计算

发布时间：2017-06-15 05:12

  本文关键词：基于双壳油船结构共同规范的疲劳损伤计算，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：疲劳失效是船舶结构的主要破坏模式之一。为了避免因疲劳强度不足而引起船舶破坏，多年来，许多船舶与海洋工程领域的专家和学者对船舶结构的疲劳强度进行了大量的理论和实验研究。在这些研究基础上，各国船级社将疲劳强度校核放入设计规则中。尽管如此，一些研究表明，各船级社的疲劳强度校核方法之间存在着很大的差别。为了达到统一的目的，，英国劳氏船级社、美国船级社和挪威船级社联手为150米以上的双壳油船编制了一套《双壳油船结构统一规范》。 在广泛了解船舶结构疲劳强度评估的基本原理及其方法的基础上，本文以26000T油船结构疲劳强度计算为例，深入研究了《双壳油船结构统一规范》的疲劳强度校核方法。 本文详细叙述了名义应力法的评估流程，具体内容包括疲劳载荷的确立、疲劳应力的计算及合成、平均应力对合成应力的影响、S-N曲线的选取、Weibull形状参数的确立以及疲劳损伤的计算等。文中指出，在纵骨疲劳强度设计时，应该根据纵骨的位置、受力方式以及载荷特征等有针对性地进行节点形式设计。着重改善纵骨端局部应力范围，加大纵骨尺寸、改善纵骨结构形式以及添加肘板都是其有效手段。安置软趾可有效减小应力集中系数，提高结构疲劳强度。在此基础上，对该船中剖面内典型纵骨进行疲劳累积损伤评估，深入分析了引起疲劳损伤的各主要因素，并对不满足设计要求的纵骨设计提出了修改意见，对船舶设计工作有一定的参考价值。 此外，本文还详细阐述了热点应力法的评估流程，具体内容包括三舱段有限元模型的建立、载荷和边界条件的施加、热点应力的获取以及疲劳损伤的计算等。文中指出，采用新的波浪设计载荷和腐蚀增量模型，热点应力法可以有效评估边舱折角点的疲劳强度，保证结构在寿命期内的安全。在此基础上，对上述油船#121肋位的边舱折角进行疲劳累积损伤评估。此外，本文尝试了采用热点应力法对船底板No.4纵骨进行疲劳损伤评估，并与名义应力法比较，指出该法评估结果比较合理，有利于对纵骨进行更深层次的疲劳强度分析。
【关键词】：疲劳 双壳油船结构共同规范 名义应力法 热点应力法
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U661.43
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 关于疲劳8-9
• 1.2 关于船舶结构疲劳强度9-11
• 1.3 论文主要工作11-12
• 2 船舶疲劳强度校核基本原理12-18
• 2.1 疲劳累积损伤12-13
• 2.2 S-N曲线13-16
• 2.2.1 S-N曲线形式13-14
• 2.2.2 S-N曲线法应用14-16
• 2.3 应力范围长期分布16-17
• 2.4 疲劳强度校核的其他几种方法17-18
• 2.4.1 数值仿真方法17
• 2.4.2 模型实验方法17
• 2.4.3 疲劳可靠性方法17-18
• 3 名义应力法18-50
• 3.1 疲劳载荷19-28
• 3.1.1 船体梁载荷19-21
• 3.1.2 外部波动压力21-23
• 3.1.3 液舱动压力23-28
• 3.2 疲劳应力范围计算28-29
• 3.3 S-N曲线29-30
• 3.4 疲劳损伤计算30-31
• 3.5 实船算例31-50
• 3.5.1 船体主尺度及其他主要参数32-34
• 3.5.2 纵骨疲劳损伤计算34-50
• 3.5.2.1 船底板纵骨疲劳评估34-37
• 3.5.2.2 船体舷侧纵骨疲劳评估37-42
• 3.5.2.3 甲板纵骨疲劳评估42-46
• 3.5.2.4 中纵舱壁纵骨疲劳评估46-47
• 3.5.2.5 内底板纵骨疲劳评估47-48
• 3.5.2.6 舷侧内壳板纵骨疲劳评估48-50
• 4 热点应力法50-84
• 4.1 概述50-51
• 4.1 舱段建模、加载及边界条件51-59
• 4.1.1 舱段建模51-54
• 4.1.2 局部细网格建模54-57
• 4.1.3 疲劳载荷57
• 4.1.4 边界条件57-59
• 4.2 应力分量的计算及合成59-67
• 4.2.1 插值方法59-61
• 4.2.2 应力范围计算及合成61-66
• 4.2.3 疲劳损伤计算66-67
• 4.3 对热点应力法的进一步研究67-84
• 4.3.1 热点应力集中系数68-75
• 4.3.2 疲劳损伤计算及结果比较75-84
• 结论84-86
• 参考文献86-88
• 附录A 应力范围组合系数88-90
• 附录B Gamma函数计算子程序90-94
• 附录C 基本S-N曲线数据94-95
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加的科研项目95-96
• 致谢96-97
• 大连理工大学学位论文版权使用授权书97

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 贵志飞;吴剑国;詹志鹄;;船体纵骨的热点应力分析[J];船舶;2010年03期

2 曾东;方小虎;;船舶结构疲劳评估简化方法对比研究[J];船海工程;2011年06期

3 梅威;吴剑国;;船体纵骨的疲劳寿命分析[J];中国水运(下半月);2011年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 方小虎;船体舱段结构疲劳评估方法研究[D];武汉理工大学;2011年

2 贵志飞;散货船结构典型节点的疲劳强度研究[D];浙江工业大学;2010年

3 於锐;基于CSR疲劳寿命要求的油船结构节点设计改进[D];大连理工大学;2009年

4 张帆;基于简化方法的薄膜型LNG船疲劳特性研究[D];华中科技大学;2008年

5 陈宝松;基于CCS规范的船体疲劳强度评估分析[D];武汉理工大学;2010年

6 李刚强;大型汽车滚装船疲劳强度评估[D];江苏科技大学;2010年

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本文编号：451567