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载荷次序效应对海洋结构物疲劳裂纹扩展影响研究
| 论文题名： | 载荷次序效应对海洋结构物疲劳裂纹扩展影响研究 |
| 关键词： | 海洋结构物;载荷次序效应;疲劳裂纹;形状参数;应力水平 |
| 摘要： | 疲劳破坏是船舶与海洋工程结构主要的失效形式之一。随着高强度钢的采用,船舶重量的减轻,结构尺寸的减小,船舶结构应力水平的提高,使得船舶结构的疲劳强度问题日益突出。因此,船舶结构的疲劳破坏越来越被造船界所关注,并在船舶结构设计中予以考虑。目前,对于民船,世界各主要船级社,如德国劳氏船级社(GL)、美国船级社(ABS)、挪威船级社(DNV)、法国船级社(BV)等都建立了各自的疲劳校核方法。各种方法既有共同之处,又有差异,本文通过比较三大主要船级社DNV、BV和LR的疲劳校核简化计算法,找出其共同点及差异,并结合800客滚装客船结构细部疲劳分析项目计算实例,探讨在特殊情况下,借鉴不同船级社疲劳校核方法完成疲劳校核的可能性。更重要的是,通过对疲劳规范校核方法的对比研究和实例计算,找出规范校核方法的局限性,从而提出引入基于断裂力学的方法的必要性。载荷次序效应对海洋结构物疲劳寿命有显著的影响。为了准确预测真实的疲劳寿命,很多学者已经对载荷次序效应进行了大量研究。本文归纳了载荷次序效应研究的发展过程、特别是对各种考虑了载荷次序效应的疲劳裂纹扩展模型以及其发展趋势进行了总结。在此基础上,本文对前人提出的疲劳裂纹扩展模型进行改进,提出了一种能描述疲劳裂纹扩展三个阶段的计算模型,并给出了一种确定β形状参数的方法。模型应用改进的Wheeler方法考虑变幅载荷的影响,通过7075-T6铝合金和某高强度钢的疲劳实验数据拟合得到公式中的相关常数。并与另一种双参数疲劳裂纹扩展模型进行比较,对另外一组实验中7075-T6铝合金以及某高强度钢在变幅载荷作用下的疲劳裂纹扩展进行预报。最后,本文对海洋工程结构物的疲劳裂纹扩展进行实例计算,以验证模型的正确性。 |
| 作者： | 徐晓冬 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 崔维成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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