船舶典型節(jié)點疲勞強度評估方法研究.pdf

1、據(jù)統(tǒng)計，疲勞是引起船舶結(jié)構(gòu)、飛行器結(jié)構(gòu)以及大型工程結(jié)構(gòu)發(fā)生災(zāi)難性破壞的主要原因，會對生命財產(chǎn)帶來不可估量的損失。復(fù)雜性和隨機性是金屬疲勞過程機理的兩個重要特征，要想準(zhǔn)確掌握金屬材料和結(jié)構(gòu)的疲勞失效機理，以及如何對結(jié)構(gòu)疲勞壽命進行有效的預(yù)測和評估仍是當(dāng)今值得研究的問題。常用的方法有斷裂力學(xué)方法和S-N曲線法。在船舶工程領(lǐng)域內(nèi)，主要采用S-N曲線法，其關(guān)鍵問題包括外載荷計算、應(yīng)力計算、應(yīng)力長短期分布及相應(yīng)S-N曲線的選取這四方面。針對如何準(zhǔn)

2、確計算應(yīng)力及選取適當(dāng)?shù)腟-N曲線這兩類問題，本文主要研究了熱點應(yīng)力法、切口應(yīng)力法及相應(yīng)S-N曲線的選取，并應(yīng)用熱點應(yīng)力法和切口應(yīng)力法研究某實船典型節(jié)點的疲勞問題。本文主要研究內(nèi)容概括有下列幾個方面：
　　1）對三種熱點應(yīng)力計算方法（傳統(tǒng)外推法、Dong法和1mm法）進行詳細闡述。選取對接節(jié)頭、十字接頭、艙口角隅及上建折角四種結(jié)構(gòu)形式，分別采用不同網(wǎng)格尺寸有限元計算模型，對三種方法進行比較，分析三種方法各自的優(yōu)缺點及適用范圍。

3、>　　2）計算四種結(jié)構(gòu)的切口應(yīng)力，并結(jié)合試驗數(shù)據(jù)，對切口應(yīng)力法做了簡單闡述，并與名義應(yīng)力法和熱點應(yīng)力法進行對比分析。
　　3）選取艙口角隅和上建折角這兩類典型節(jié)點作為疲勞試驗節(jié)點，設(shè)計節(jié)點實尺寸試件并完成疲勞試驗，基于不同應(yīng)力范圍并結(jié)合最小二乘法和極大似然法對試驗數(shù)據(jù)進行分析處理，獲得不同結(jié)構(gòu)節(jié)點的S-N曲線。
　　4）計算實船的外載荷及應(yīng)力響應(yīng)，對兩類典型節(jié)點，采用熱點應(yīng)力法與切口應(yīng)力法進行疲勞評估，再用試驗得到的S-N曲