原文传递
船体钢铝复合接头连接结构疲劳性能研究
| 论文题名： | 船体钢铝复合接头连接结构疲劳性能研究 |
| 关键词： | 船体钢铝复合接头;疲劳性能;评估体系;谱分析法 |
| 摘要： | 随着对航运业节能环保要求的日益提高，船体结构的轻量化得到越来越多的重视，而使用铝合金作为大型船舶上层建筑材料是轻量化的重要手段之一，同时为了保证整船强度，主船体仍使用钢材料构成。在这种情况下，需要解决主船体钢结构与上层建筑铝合金结构的连接问题，目前采用的工艺方法是通过钢铝复合过渡接头将二者进行连接。因为复合接头是由爆炸焊接特殊工艺制成，且上层建筑与主船体连接部位的结构受力原本就比较复杂，使得接头位置因为疲劳因素，时常发生开裂现象，因此很有必要对接头结构的疲劳性能开展研究。本文将通过疲劳试验方法和结构疲劳评估方法对典型船体钢铝复合接头连接结构的疲劳性能进行了研究，主要内容包括: (1)船体钢铝复合接头连接结构疲劳试验研究:进行复合接头连接结构拉伸疲劳试验，获取接头疲劳寿命曲线;进行复合接头结构剪切强度试验，获取复合接头结合面剪切强度;进行复合接头剪切疲劳试验，获取接头剪切疲劳寿命曲线，指导后续设计与计算。 (2)基于经验公式的复合接头连接结构疲劳评估简化方法:基于CCS《船体疲劳强度指南》选取典型剖面，计算接头连接结构的热点应力范围，并根据试验所得S-N曲线，对选取接头连接结构进行疲劳寿命评估。 (3)基于谱分析的复合接头连接结构疲劳评估:基于谱分析法，在接头位置处选取典型结构，对热点结构进行细化，应用有限元方法计算热点应力，结合海浪谱获取目标船应力响应谱，将整个疲劳损伤累积过程看做分段连续分布，根据其统计特征，计算疲劳累积损伤。在计算时应用试验拟合所得S-N曲线，对节点位置进行寿命评估。 (4)疲劳性能研究方法研究:建立一种以剪应力作为热点应力的疲劳性能研究方法，与以往将主应力作为热点应力的研究方法进行对比，用于确定实船航行过程中的危险工况，确定相应工况状态下的危险受力情况，对相应结构进行寿命评估。 |
| 作者： | 王晓宇 |
| 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： | 2021 |
检索历史
应用推荐
