详情

原文传递船体梁结构疲劳可靠性分析

论文题名：	船体梁结构疲劳可靠性分析
关键词：	船体梁结构;裂纹扩展;断裂力学;疲劳可靠性
摘要：	在对船舶与海洋结构工程物进行安全评估时，疲劳断裂的影响是需要着重考虑的因素之一。而疲劳断裂是受大量不确定性因素影响的现象，因此从可靠性原理对疲劳断裂进行分析是十分必要的。目前对疲劳断裂可靠性的计算大多数是针对局部结构的某一具体裂纹来进行，这种局部的失效很难与船体梁的失效联系在一起。然而随着疲劳裂纹数量的增多和裂纹尺寸的增长，船体结构的承载能力逐渐下降，使得结构承载能力低于环境载荷效应而导致失效的概率增大。因此将船体梁疲劳失效作为一种失效模式来进行研究和分析是十分必要的。加筋板作为船体结构的基本组成部分，对其进行分析是对船体梁可靠性分析的基础。本文利用断裂力学及可靠性的相关理论，对含组合裂纹的加筋板的裂纹扩展进行了计算，并在此基础上对船体梁的疲劳可靠性进行了计算。　　首先对船中横剖面上的加筋板进行了三维建模，建立了含不同长度裂纹组合的加筋板模型，并对在拉伸和弯曲载荷作用下加筋板带板和腹板的裂纹尖端几何修正系数进行了计算。　　为了计算组合载荷作用下加筋板的裂纹扩展，本文将Paris公式中的应力强度因子考虑为拉伸、弯曲两方面载荷作用的含相位叠加。利用三维势流理论对船体加筋板受到的载荷分布进行了计算，然后结合蒙特卡洛法对加筋板的疲劳裂纹扩展进行了预测，通过最小二乘法对相关参数拟合，得到了裂纹扩展概率模型。　　基于第二水平疲劳评定图，得到了加筋板的临界裂纹尺寸，并通过一阶二次矩法对加筋板带板和腹板的疲劳可靠性进行了计算。　　最终根据得到的剖面上所有加筋板的裂纹扩展结果，对船体梁的疲劳可靠性进行了计算，得到了不同相位参数下船体梁的疲劳可靠性，并分析了在对裂纹进行检测与维修的情况下船体梁的疲劳可靠性。
作者：	汪振禹
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	王晓天
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