基于斷裂力學(xué)的某鋼船船艏結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)報.pdf

1、船舶結(jié)構(gòu)破壞的模式有多種，疲勞破壞是主要破壞模式之一。船舶結(jié)構(gòu)長期處于交變載荷作用下，一些典型部位會存在較大的應(yīng)力集中，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的疲勞問題。因此，對船舶結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞校核完成壽命評估已成為人們關(guān)注的焦點。
　　目前的疲勞壽命評估方法主要有兩種：一種是基于S-N曲線和Miner線性累積損傷理論的傳統(tǒng) S-N曲線法；另一種是基于裂紋擴展理論的斷裂力學(xué)方法。S-N曲線法的不足是未考慮材料的初始缺陷，因此應(yīng)用疲勞裂紋擴展理論對結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲

2、勞壽命評估就成為發(fā)展的主方向。本文基于疲勞裂紋擴展理論對船艏結(jié)構(gòu)進(jìn)行了疲勞壽命的預(yù)報，主要包括以下幾方面的工作。
　　首先，以船艏結(jié)構(gòu)為研究對象，運用有限元分析軟件 MSC.PATRAN建立船艏結(jié)構(gòu)的有限元模型，完成載荷的施加，并對其進(jìn)行靜力分析。通過對結(jié)果的分析，獲得應(yīng)力集中的區(qū)域，確定需要進(jìn)行疲勞校核的部位，對確定的疲勞裂紋進(jìn)行有限元的精細(xì)化建模，為進(jìn)一步的疲勞壽命的評估提供有限元分析結(jié)果和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　然后，完成船艏

3、模型疲勞斷裂參量的定義，包括裂紋斷裂模式的確定，應(yīng)力強度因子的計算，斷裂判據(jù)的選取，裂紋擴展速率公式的選取以及含初始裂紋結(jié)構(gòu)的疲勞壽命的估算過程，為進(jìn)行結(jié)構(gòu)的疲勞壽命分析提供了理論基礎(chǔ)。
　　最后，基于疲勞裂紋擴展理論，運用MSC.FATIGUE中的裂紋擴展分析模塊，根據(jù)有限元模型提供的結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布情況，載荷變化信息以及材料疲勞特性，評估裂紋擴展區(qū)的疲勞壽命，并考慮了裂紋形狀比和初始裂紋尺寸的不同對疲勞壽命的影響。
　　本文