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组合载荷下船体加筋板疲劳裂纹扩展研究
| 论文题名： | 组合载荷下船体加筋板疲劳裂纹扩展研究 |
| 关键词： | 船体加筋板结构;裂纹扩展;应力强度;疲劳寿命 |
| 摘要： | 结构疲劳强度是船体结构性能的重要指标之一，采用断裂力学方法分析船体结构疲劳强度受到越来越多的关注。目前，基于断裂力学的船体结构疲劳强度计算评估通常只考虑单一载荷作用，但在实际航行过程中，船体的骨材往往在承受波浪引起的总体载荷的同时还会受到货物压力和设备压力等局部载荷的作用，此时，骨材受到的载荷形式不是单一载荷，而是拉-弯组合载荷。为合理有效的分析加筋板在拉-弯载荷下的疲劳强度，本文对加筋板结构在拉-弯载荷下的裂纹扩展机理和规律进行了研究，主要内容如下: (1)总结现阶段常用的裂纹扩展分析方法，分析几种裂纹扩展速率模型和断裂判据的特点，对比不同应力强度因子计算方法之间的优劣，选用Paris模型作为之后的拉-弯载荷下裂纹扩展数值分析和试验研究的扩展模型。 (2)研究适用于拉-弯载荷下加筋板裂纹尖端的应力强度因子的计算方法。通过定义合理的边界条件和载荷形式，分析残余应力对应力强度因子的影响，采用基于ANSYS的有限元方法进行应力强度因子计算，为试验分析提供数值支持。 (3)进行拉-弯组合载荷作用下加筋板疲劳裂纹扩展试验。通过试验手段研究疲劳裂纹在不同相位差拉-弯载荷作用的扩展规律，得出相应的a-N曲线，并与数值计算结果进行对比，验证数值方法的准确性。 (4)将数值方法用于实船骨材疲劳强度校核中。计算不同长度裂纹尖端应力强度因子，分析骨材的疲劳裂纹扩展过程，最终评估得到目标骨材的疲劳寿命。 |
| 作者： | 刘希洋 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 任慧龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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