本文關(guān)鍵詞：三體船典型節(jié)點(diǎn)疲勞強(qiáng)度預(yù)報及影響因素分析

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【摘要】：隨著人類對海洋的不斷開發(fā)利用,各種新式船舶不斷涌現(xiàn),三體船作為其中的佼佼者,備受關(guān)注。三體船作為一種新式船舶,其結(jié)構(gòu)與一般的普通船舶有著較大的區(qū)別�？偟膩砜�,三體船由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,其連接橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱、受力和形變也較為嚴(yán)重,是三體船結(jié)構(gòu)損傷的重要隱患部位。在船舶及海洋工程中,其安全性評估技術(shù)是成功設(shè)計的關(guān)鍵,只因在茫茫大海之中,一旦運(yùn)營中發(fā)生損傷事故,很有可能就會帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損傷和人員傷亡。因此就三體船結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性問題開展研究顯然具有十分重要的意義。目前的研究表明,疲勞破壞是發(fā)生船舶結(jié)構(gòu)安全事故的其中一種主要形式。本文將以疲勞評估的基本理論和基本方法為基礎(chǔ),利用有限元分析的方法,從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度模型分析、疲勞載荷的計算、疲勞強(qiáng)度的評估方法、疲勞載荷的不確定性和疲勞壽命可靠性分析等多個方面對三體船連接橋結(jié)構(gòu)開展研究工作。主要研究內(nèi)容如下:(1)簡單描述現(xiàn)有的各種船舶結(jié)構(gòu)疲勞評估的分析方法,在此的基礎(chǔ)上重點(diǎn)討論了基于Miner線性累積損傷理論和S-N曲線的疲勞強(qiáng)度評估方法的基本原理、具體步驟以及一些相關(guān)的修正思路和理論。(2)建立三體船的有限元模型,根據(jù)相關(guān)的規(guī)范確定相應(yīng)載荷工況并進(jìn)行必要的全船強(qiáng)度分析,并根據(jù)所得計算結(jié)果在三體船的連接橋位置確定數(shù)個疲勞熱點(diǎn)。在獲得熱點(diǎn)以后,對熱點(diǎn)位置進(jìn)行結(jié)構(gòu)細(xì)化工作,建立適合于疲勞強(qiáng)度校核的三體船疲勞強(qiáng)度模型。(3)建立三體船的水動力模型,根據(jù)疲勞強(qiáng)度校核的要求計算在不同工況下的水動力參數(shù),將所得結(jié)果加載到三體船疲勞強(qiáng)度模型中。利用線性理論獲得疲勞載荷,從而利用譜分析的方法計算得到相應(yīng)熱點(diǎn)的疲勞壽命。(4)針對波浪載荷各種因素的不確定性,分別分析了波浪譜、有義波高、平均跨零周期、海況發(fā)生不確定性、浪向不確定性等多個因素對三體船疲勞壽命評估中的影響。并在考慮各種不確定因素的基礎(chǔ)上,就對三體船各個熱點(diǎn)的疲勞計算結(jié)果的可靠性進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】：三體船 連接橋 譜分析 疲勞壽命 不確定性
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U661.43;U674.951
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 高速三體船的研究概況和發(fā)展趨勢11-12
• 1.2 船舶結(jié)構(gòu)疲勞問題的概述12-15
• 1.3 疲勞可靠性研究概述15
• 1.4 研究內(nèi)容15-17
• 第二章 疲勞損傷理論17-28
• 2.1 概述17
• 2.2 S-N曲線17-20
• 2.3 P-S-N曲線20-21
• 2.4 設(shè)計S-N曲線21-22
• 2.5 Miner疲勞累積損傷22-23
• 2.6 應(yīng)力范圍長期分布為連續(xù)型的疲勞累積損傷計算23-25
• 2.6.1 Weibull分布23-25
• 2.6.2 疲勞累積損傷計算25
• 2.7 應(yīng)力范圍的分段連續(xù)型分布模型25-27
• 2.7.1 Rayleigh分布模型25-26
• 2.7.2 疲勞累積損傷計算26-27
• 2.8 本章小結(jié)27-28
• 第三章 疲勞評估的直接計算方法28-40
• 3.1 概述28-29
• 3.2 譜分析方法原理簡述29-30
• 3.3 應(yīng)力響應(yīng)傳遞函數(shù)的獲得30-33
• 3.4 應(yīng)力的響應(yīng)譜33-35
• 3.5 應(yīng)力范圍的短期分布35-36
• 3.6 應(yīng)力范圍的長期分布36-37
• 3.7 疲勞累積損傷度的計算37-38
• 3.8 雨流修正38-39
• 3.9 本章小結(jié)39-40
• 第四章 連接橋疲勞評估實(shí)例40-54
• 4.1 概述40
• 4.2 確定疲勞評估的目標(biāo)結(jié)構(gòu)位置40-44
• 4.3 模型節(jié)點(diǎn)細(xì)化44-46
• 4.4 基于譜分析的疲勞損傷計算46-50
• 4.5 短期海況對長期疲勞損傷度的貢獻(xiàn)50-52
• 4.6 JONSWAP譜和P-M譜在結(jié)構(gòu)疲勞評估的差別52-53
• 4.7 本章小結(jié)53-54
• 第五章 三體船疲勞強(qiáng)度預(yù)報不確定性分析54-79
• 5.1 概述54
• 5.2 疲勞壽命的隨機(jī)性54-55
• 5.3 疲勞載荷的不確定性55-56
• 5.4 波浪載荷不確定性分析56-75
• 5.4.1 短期應(yīng)力響應(yīng)的不確定性57-58
• 5.4.2 長期應(yīng)力響應(yīng)的不確定性58-59
• 5.4.3 波浪譜型的不確定性59-64
• 5.4.4 波高的不確定性64-66
• 5.4.5 平均跨零周期的不確定性66-71
• 5.4.6 海況發(fā)生概率的不確定性71-73
• 5.4.7 浪向不確定性73-75
• 5.4.8 長期應(yīng)力響應(yīng)不確定性的計算結(jié)果75
• 5.5 疲勞可靠性分析75-77
• 5.6 本章小結(jié)77-79
• 結(jié)論與展望79-81
• 6.1 總結(jié)79
• 6.2 展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 攻讀博士/碩士學(xué)位期間取得的研究成果85-86
• 致謝86-87
• 附件87

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