基于CSR和HCSR的油船结构疲劳强度评估方法分析

发布时间：2017-07-31 14:04

  本文关键词：基于CSR和HCSR的油船结构疲劳强度评估方法分析

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【摘要】：为保证对油船和散货船要求的一致性，国际船级社协会将对两大船型的要求合并到同一本规范中，编写制定了“油船和散货船的协调共同规范（HCSR）”。由于该规范从发布初稿到现在时间较短，并且疲劳强度作为结构强度的重要方面，对它的规范背景研究较少，因此很有必要研究HCSR规定下结构的疲劳强度分析方法。 本文以油船为对象，研究HCSR在疲劳评估方面的要求，并对比HCSR和“油船共同规范（CSR-OT）”在这方面的区别。文中着重分析影响“S N曲线”计算结果的两个方面：曲线的选取和热点应力的分布函数，同时给出了考虑不同环境曲线时的疲劳寿命和疲劳损伤计算公式。基于疲劳动载荷的包络值计算方法，对比分析了两部规范在疲劳动载荷计算方面的区别。还研究了两种疲劳评估方法：精细网格有限元分析方法和疲劳筛选评估方法。具体内容如下： （1）从以下三方面分析了疲劳强度计算方法：应力范围长期分布所服从的Weibull双参数分布、不同环境下的曲线以及结构所处环境不同时疲劳寿命和疲劳损伤的计算方法，指出两部规范在这三方面的差异，并分析了HCSR中概率水平改变的原因。 （2）对比了HCSR和CSR中油船疲劳动载荷在计算要求与方法上的差异。并以动载荷包络值计算方法为基准，计算对比了两部规范下10条油船中间货舱区域的疲劳动载荷，最终得出有一定指导意义的结论。 （3）研究了两部规范中精细网格有限元分析方法在油船疲劳强度计算方面的差异，，详述了HCSR中的底边舱下折角处翼板和腹板上热点应力计算方法。对比了两部规范中共有的翼板上热点应力计算方法，并通过实船热点分析了这些差异所产生的影响。 （4）介绍了协调共同规范中新引入的疲劳评估方法疲劳筛选评估方法，分析了采用该方法的必要性，阐述了应用其进行疲劳评估的过程，并利用该方法对15.9万吨油船中间舱段的强横框架的肘板趾端和水平桁的趾端进行了疲劳评估。
【关键词】：协调共同规范 油船共同规范 疲劳评估 疲劳动载荷 精细网格有限元分析 疲劳筛选评估
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.133.1;U661.4
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 论文研究背景14-16
• 1.2 关于 CSR 和 HCSR 的疲劳研究现状16-17
• 1.3 疲劳破坏概述17-20
• 1.3.1 疲劳破损机理17-18
• 1.3.2 疲劳关键因素分析18-19
• 1.3.3 船舶疲劳分析方法概述19-20
• 1.4 本文主要研究内容20-22
• 第二章 共同规范疲劳寿命计算方法对比分析22-34
• 2.1 概述22
• 2.2 应力范围对比22-27
• 2.2.1 应力范围概率密度函数概述22-23
• 2.2.2 不同概率水平下的应力、载荷关系23-24
• 2.2.3 两规范中形状参数和超越概率水平对比24-27
• 2.3 S-N 曲线对比27-29
• 2.4 疲劳寿命和损伤29-32
• 2.4.1 计算方法29-31
• 2.4.2 两部规范对比31-32
• 2.5 本章小结32-34
• 第三章 共同规范疲劳动载荷对比分析34-47
• 3.1 概述34
• 3.2 等效设计波34-35
• 3.3 疲劳动载荷35-41
• 3.3.1 船体梁动载荷36-37
• 3.3.2 局部动载荷37-40
• 3.3.3 液舱参考点40-41
• 3.4 实船计算41-46
• 3.4.1 不同概率水平载荷转换42-43
• 3.4.2 疲劳动载荷计算结果对比43-45
• 3.4.3 装载工况吃水影响对比45-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 共同规范精细网格有限元疲劳评估方法47-70
• 4.1 概述47-49
• 4.2 精细网格有限元分析49-51
• 4.2.1 简述49
• 4.2.2 评估位置49-51
• 4.3 十字接头翼板热点应力51-58
• 4.3.1 疲劳应力计算流程51-53
• 4.3.2 疲劳插值方式53-55
• 4.3.3 表面应力选取55-57
• 4.3.4 平均应力修正57-58
• 4.3.5 焊趾长度差异58
• 4.4 十字接头腹板热点应力58-59
• 4.5 实船计算59-69
• 4.5.1 应力插值方式对翼板上热点疲劳影响62-66
• 4.5.2 表面应力计算方法对翼板上热点疲劳影响66-67
• 4.5.3 焊趾长度对翼板上热点疲劳影响67-68
• 4.5.4 腹板上热点疲劳计算68-69
• 4.6 本章小结69-70
• 第五章 疲劳筛选评估方法70-79
• 5.1 概述70
• 5.2 筛选评估70-72
• 5.3 疲劳应力计算72-73
• 5.4 实例计算73-78
• 5.4.1 强框架肘板趾端疲劳评估74-76
• 5.4.2 水平桁趾端疲劳评估76-78
• 5.5 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-81
• 6.1 主要研究工作总结和结论79
• 6.2 进一步工作展望79-81
• 参考文献81-84
• 致谢84-86
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 崔维成,蔡新刚,冷建兴;船舶结构疲劳强度校核研究现状及我国的进展[J];船舶力学;1998年04期

2 詹志鹄;崔维成;顾晔昕;;基于等效设计波的船体结构疲劳强度许用应力法(英文)[J];船舶力学;2009年06期

3 阎晓艳,林莉,王刚,唐文勇,张圣坤;LNG船的疲劳强度计算与分析[J];船舶;2003年06期

4 杨鹏;顾学康;;船体结构疲劳载荷计算中几个重要参数的探讨(英文)[J];船舶力学;2012年06期

5 贾法勇,霍立兴,张玉凤,杨新岐;热点应力有限元分析的主要影响因素[J];焊接学报;2003年03期

6 刘俊;黄铭;;插值方式对基于共同规范油船疲劳评估的影响[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2011年03期

7 何昌伟;IACS散货船和油船共同结构规范及其影响分析[J];青岛远洋船员学院学报;2005年03期

8 刘俊;薛鸿祥;陈芳;;某油轮基于共同规范疲劳评估及网格精度[J];上海交通大学学报;2008年06期

9 王刚;;IACS双壳油船共同结构规范的前期研究[J];上海造船;2006年03期

本文编号：599497