多裂紋船體加筋板結(jié)構(gòu)疲勞可靠性分析.pdf

1、疲勞破壞是危及海洋結(jié)構(gòu)物安全的主要因素之一。疲勞壽命評(píng)估在船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中必不可少。加筋板結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于主船體結(jié)構(gòu)中，其安全可靠性影響著船舶整體的可靠性。相比于傳統(tǒng)的S-N曲線疲勞計(jì)算方法，基于斷裂力學(xué)的疲勞裂紋擴(kuò)展理論更能考慮結(jié)構(gòu)存在的初始裂紋和裂紋擴(kuò)展過程等因素，更接近于結(jié)構(gòu)實(shí)際破壞的過程。在船舶服役期間內(nèi)，加筋板結(jié)構(gòu)受到波浪產(chǎn)生的交變載荷作用，往往會(huì)產(chǎn)生裂紋甚至是多條裂紋。初始裂紋會(huì)逐漸地?cái)U(kuò)展至臨界尺寸而導(dǎo)致疲勞破壞。為了計(jì)算出

2、多裂紋加筋板結(jié)構(gòu)安全可靠性，本文應(yīng)用基于斷裂力學(xué)的疲勞評(píng)估方法與可靠性理論，研究了多裂紋加筋板的疲勞可靠性。
　　對(duì)含多裂紋加筋板結(jié)構(gòu)采用有限元分析計(jì)算，采用奇異元模擬裂紋得到裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子。為了研究多裂紋間應(yīng)力場(chǎng)相互影響，得到了多裂紋加筋板不同間距下幾何修正系數(shù)（應(yīng)力強(qiáng)度因子）變化的經(jīng)驗(yàn)公式。裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子受到帶板和腹板及間隔裂紋影響的，選擇在應(yīng)力相互影響的間距下，得到兩組不同帶板和腹板裂紋尺寸組合的一系列有限元模型，計(jì)算分

3、析出多裂紋擴(kuò)展的幾何修正系數(shù)公式。
　　然后基于疲勞裂紋擴(kuò)展的Paris公式編寫裂紋擴(kuò)展程序，用蒙特卡洛法模擬裂紋擴(kuò)展，將裂紋初始尺寸、材料參數(shù)、應(yīng)力范圍的概率分布和幾何修正系數(shù)公式作為輸入，對(duì)不同年限下的裂紋尺寸進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到預(yù)測(cè)的不同年限下的裂紋尺寸離散樣本點(diǎn)。利用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合得到幾何修正系數(shù)的參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征值，就得到了多裂紋加筋板的裂紋擴(kuò)展概率模型。
　　根據(jù)多裂紋加筋板裂紋擴(kuò)展概率模型可以求出不同年限下