發(fā)布時間：2017-10-18 19:26

  本文關鍵詞：焊接殘余應力對船體結構疲勞強度影響的分析

  更多相關文章： 船體結構 疲勞強度 疲勞累積損傷度 有限元 焊接殘余應力 S-N曲線 影響

【摘要】：鋼制船舶是一類大型的復雜焊接結構物，長期承受波浪、貨物壓力及壓載水等引起的不斷變化的動載荷，在這些動載荷作用下，船體結構容易出現(xiàn)疲勞失效現(xiàn)象，同時近年來隨著高強度鋼在船舶與海洋工程類結構物上廣泛應用，船體結構的疲勞損壞格外突出。船體結構的焊縫區(qū)域是整個結構中敏感脆弱部位，焊接殘余應力的存在對船體結構的疲勞強度有直接影響。因此，針對焊接殘余應力對船體結構疲勞強度影響分析尤為重要。 以一艘散貨船作為研究對象，依據(jù)《散貨船共同結構規(guī)范》，，采用有限元直接數(shù)值算法，建立了散貨船三艙段結構模型。通過確定邊界條件及網(wǎng)格劃分，建立了三艙段有限元分析模型。同時，考慮均勻裝載、隔艙裝載、正常壓載和重壓載四種裝載工況以及每種裝載的載荷的工況，計算船體結構疲勞評估所需載荷。選取疲勞熱點，并對熱點部位進行網(wǎng)格細化。編制APDL有限元自動加載程序并在ANSYS中分析，得到熱點的響應應力，對熱點應力進行提取和處理,得到熱點的等效切口應力范圍，最終獲得各熱點疲勞累積損傷度，并對結果進行分析。在此基礎上，取四組不同應力水平的焊接殘余應力，通過焊接殘余應力的加載并提取應力分析結果。對比分析了焊接殘余應力作用下，各熱點的累積疲勞損傷度,研究結果表明，焊接殘余應力對散貨船結構疲勞強度有較大影響。計算結果對焊接殘余應力的松馳方法、散貨船疲勞強度計算具有借鑒意義。
【關鍵詞】：船體結構 疲勞強度 疲勞累積損傷度 有限元 焊接殘余應力 S-N曲線 影響
【學位授予單位】：集美大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U661.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 選題研究的目的和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容13-14
• 第2章 疲勞強度評估的方法和焊接殘余應力簡述14-23
• 2.1 疲勞強度評估方法14-19
• 2.1.1 疲勞強度評估 S-N 曲線法14-18
• 2.1.2 疲勞評估的斷裂力學法18-19
• 2.2 焊接殘余應力的簡述19-22
• 2.2.1 焊接殘余應力的產(chǎn)生機理19
• 2.2.2 常見焊接接頭焊接殘余應力分布19-21
• 2.2.3 結構中焊接殘余應力的影響21-22
• 2.2.4 結構中焊接殘余應力的控制措施22
• 2.3 本章小結22-23
• 第3章 散貨船疲勞可靠性評估方法23-37
• 3.1 概述23
• 3.2 裝載工況和載荷工況23-24
• 3.2.1 裝載工況23-24
• 3.2.2 載荷工況24
• 3.3 疲勞載荷24-32
• 3.3.1 外部壓力24-28
• 3.3.2 內(nèi)部壓力和力28-30
• 3.3.3 船體梁載荷30-32
• 3.4 熱點應力數(shù)據(jù)的提取和處理32-35
• 3.4.1 熱點的應力定義32
• 3.4.2 熱點應力的提取32-33
• 3.4.3 等效切口應力范圍的計算33-35
• 3.5 疲勞累積損傷計算35-36
• 3.6 本章小結36-37
• 第4章 實船疲勞強度計算37-52
• 4.1 概述37
• 4.2 實船結構及參數(shù)37-38
• 4.2.1 船舶主要尺度及主要參數(shù)37
• 4.2.2 船舶結構形式37-38
• 4.3 疲勞強度計算的有限元模型38-42
• 4.3.1 坐標系38
• 4.3.2 有限元模型網(wǎng)格38-39
• 4.3.3 材料特性和單元屬性39-41
• 4.3.4 模型的邊界條件41-42
• 4.4 疲勞強度計算的熱點42
• 4.5 熱點部位疲勞壽命計算結果和應力云圖42-50
• 4.5.1 熱點 1 疲勞壽命計算結果42-44
• 4.5.2 熱點 2 疲勞壽命計算結果44-46
• 4.5.3 熱點 3 疲勞壽命計算結果46-48
• 4.5.4 熱點 4 疲勞壽命計算結果48-50
• 4.6 疲勞強度計算結果分析50-51
• 4.7 本章小結51-52
• 第5章 焊接殘余應力對船舶疲勞強度影響的分析52-84
• 5.1 概述52
• 5.2 焊接殘余應力的施加方法52
• 5.3 加載四種應力水平焊接殘余應力后疲勞強度計算52-81
• 5.3.1 施加 20MPa 焊接殘余應力的疲勞計算結果52-59
• 5.3.2 施加 40Mpa 焊接殘余應力的疲勞計算結果59-66
• 5.3.3 施加 60MPa 焊接殘余應力的疲勞計算結果66-74
• 5.3.4 施加 80MPa 焊接殘余應力的疲勞計算結果74-81
• 5.4 結果分析81-83
• 5.4.1 結果說明81
• 5.4.2 焊接殘余應力對疲勞強度計算的影響分析81-83
• 5.5 本章小結83-84
• 第6章 總結與展望84-86
• 6.1 總結84
• 6.2 展望84-86
• 致謝86-87
• 參考文獻87-90
• 附錄90-93
• 在學期間發(fā)表的學術論文93

【參考文獻】

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本文編號：1056711