發(fā)布時(shí)間：2017-08-08 17:02

  本文關(guān)鍵詞：鋁合金高速船波浪載荷及疲勞強(qiáng)度研究

  更多相關(guān)文章： 鋁合金高速船 疲勞評(píng)估 三維線性 簡(jiǎn)化方法 譜分析

【摘要】：近年來(lái)船舶的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件因疲勞問(wèn)題引起的失效越來(lái)越突出,而鋁合金船舶由于其材質(zhì)抗疲勞的能力比鋼材要弱,且鋁合金船多為高速船舶,高速船舶結(jié)構(gòu)承受的波浪載荷的交變作用往往更加嚴(yán)重,造成的結(jié)構(gòu)疲勞損傷會(huì)比單純的低頻波浪應(yīng)力造成的疲勞損傷更大。所以對(duì)鋁合金船舶的結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度研究對(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)鋁合金船舶的使用壽命和極限狀態(tài)有重要意義。本文以60米鋁合金高速船舶為例,采用疲勞簡(jiǎn)化算法和直接計(jì)算法中的譜分析法對(duì)60米鋁合金高速船舶的結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估,主要內(nèi)容如下：1.簡(jiǎn)述了疲勞評(píng)估方法的基本原理。包括S-N曲線以及基于連續(xù)型載荷譜作用下和分段連續(xù)型載荷譜作用下的Miner線性疲勞累積損傷理論。2.依據(jù)CCS《船體結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度指南2007》和《海上高速船入級(jí)與建造規(guī)范》對(duì)簡(jiǎn)化算法中的疲勞載荷計(jì)算、應(yīng)力范圍計(jì)算和疲勞累積損傷度計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)論述,且計(jì)算出了舷側(cè)與艙壁連接處的8根縱骨的疲勞壽命。3.闡述了疲勞強(qiáng)度評(píng)估的譜分析方法的基本原理及要點(diǎn),包括疲勞應(yīng)力響應(yīng)的傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)應(yīng)力的響應(yīng)譜、應(yīng)力范圍的短期分布與長(zhǎng)期分布和疲勞累積損傷度計(jì)算。4.運(yùn)用三維線性波浪載荷計(jì)算軟件Hydrostar計(jì)算60米鋁合金高速船在規(guī)則波中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和波浪載荷,得到船體表面水動(dòng)壓力,對(duì)高速鋁合金船舶的波浪載荷進(jìn)行分析研究。5.運(yùn)用MSC.PATRAN軟件建立60米整船有限元模型,并對(duì)熱點(diǎn)應(yīng)力區(qū)進(jìn)行細(xì)化。采用Visual Basic語(yǔ)言編寫程序解決了MSC.PATRAN軟件與Hydrostar軟件的接口問(wèn)題。通過(guò)自編程序自動(dòng)提取有限元分析結(jié)果,得到應(yīng)力響應(yīng)傳遞函數(shù),然后計(jì)算得到熱點(diǎn)處的疲勞累積損傷度和疲勞壽命,并對(duì)60米鋁合金高速船疲勞評(píng)估結(jié)果進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金高速船 疲勞評(píng)估 三維線性 簡(jiǎn)化方法 譜分析
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U661.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外疲勞研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-13
• 1.2.1 對(duì)鋁合金材料的疲勞研究11-12
• 1.2.2 對(duì)船舶結(jié)構(gòu)的疲勞研究12-13
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及方法13-15
• 第二章 疲勞評(píng)估方法原理簡(jiǎn)述15-25
• 2.1 概述15
• 2.2 S-N曲線15-18
• 2.3 累積損傷理論18-24
• 2.3.1 Miner線性累積損傷理論18-19
• 2.3.2 連續(xù)型載荷譜作用下的疲勞累積損傷19-21
• 2.3.3 分段連續(xù)型載荷譜作用下的疲勞累積損傷21-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 疲勞評(píng)估簡(jiǎn)化方法25-42
• 3.1 概述25
• 3.2 CCS疲勞評(píng)估簡(jiǎn)化方法25-33
• 3.2.1 疲勞校核部位25-26
• 3.2.2 疲勞累積損傷度計(jì)算26-27
• 3.2.3 重心處的垂向加速度27-28
• 3.2.4 波浪彎矩28-30
• 3.2.5 海水動(dòng)壓力30-31
• 3.2.6 應(yīng)力范圍的簡(jiǎn)化計(jì)算31-32
• 3.2.7 應(yīng)力范圍的合成32-33
• 3.2.8 名義應(yīng)力范圍計(jì)算33
• 3.3 疲勞評(píng)估簡(jiǎn)化算法數(shù)值結(jié)果33-41
• 3.3.1 60米鋁合金船主要船體參數(shù)33-35
• 3.3.2 疲勞載荷計(jì)算35-38
• 3.3.3 疲勞應(yīng)力范圍計(jì)算38-41
• 3.3.4 疲勞累積損傷度及疲勞壽命41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 疲勞評(píng)估的譜分析方法42-52
• 4.1 概述42-43
• 4.2 譜分析法基本原理43-51
• 4.2.1 譜分析法的幾個(gè)主要假設(shè)43
• 4.2.2 譜分析法原理簡(jiǎn)述43-44
• 4.2.3 鋁合金高速船疲勞應(yīng)力響應(yīng)的傳遞函數(shù)44-46
• 4.2.4 船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)力的響應(yīng)譜46-47
• 4.2.5 應(yīng)力范圍的短期分布與長(zhǎng)期分布47-49
• 4.2.6 疲勞累積損傷度計(jì)算49
• 4.2.7 平均應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響49-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第五章 60米鋁合金高速船疲勞強(qiáng)度直接計(jì)算實(shí)例分析52-82
• 5.1 概述52
• 5.2 60米鋁合金船的主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)52-53
• 5.2.1 主要船體參數(shù)52
• 5.2.2 船型與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)52-53
• 5.3 60米鋁合金船有限元計(jì)算模型53-61
• 5.3.1 有限元法概述53-54
• 5.3.2 整船有限元模型的建立54-57
• 5.3.3 鋁合金船疲勞熱點(diǎn)的細(xì)化有限元模型57-60
• 5.3.4 鋁合金船有限元模型邊界條件和靜力平衡條件60-61
• 5.4 鋁合金高速船波浪載荷計(jì)算61-67
• 5.4.1 波浪載荷的計(jì)算原理61-62
• 5.4.2 波浪載荷數(shù)值計(jì)算62-67
• 5.5 載荷的加載67-71
• 5.6 疲勞應(yīng)力響應(yīng)計(jì)算結(jié)果71-74
• 5.7 疲勞應(yīng)力響應(yīng)計(jì)算后處理74-82
• 5.7.1 熱點(diǎn)應(yīng)力及熱點(diǎn)應(yīng)力法74-76
• 5.7.2 應(yīng)力響應(yīng)傳遞函數(shù)計(jì)算76-78
• 5.7.3 應(yīng)力范圍的短期和長(zhǎng)期分布78-80
• 5.7.4 鋁合金船疲勞壽命計(jì)算結(jié)果80
• 5.7.5 鋁合金船疲勞結(jié)果分析80-82
• 第六章 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 結(jié)論82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-87
• 致謝87

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 黃曉艷,劉波;艦船用結(jié)構(gòu)材料的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];船舶;2004年03期

2 王東海,任慧龍,鄒勇;平均應(yīng)力對(duì)船體結(jié)構(gòu)疲勞損傷計(jì)算的影響[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);1998年01期

3 杜嘉立,楊鹽生,鄭云峰;船舶疲勞強(qiáng)度校核中Weibull形狀參數(shù)的影響[J];交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào);2003年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 葛菲;非線性波浪載荷作用下多種應(yīng)力成份組合的船體結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2004年

2 馮國(guó)慶;船舶結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評(píng)估方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

3 宋欣;壓載荷對(duì)鋁合金疲勞裂紋擴(kuò)展影響的有限元建模及實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：641038