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长上层建筑铝合金次舱壁结构疲劳强度分析
| 论文题名： | 长上层建筑铝合金次舱壁结构疲劳强度分析 |
| 关键词： | 船舶工程;上层建筑;铝合金轻围壁结构;疲劳强度;评估方法 |
| 摘要： | 循环波浪载荷作用下船舶结构疲劳损伤较为常见。疲劳强度是影响船舶结构寿命的重要因素，世界各国船级社对船舶结构的疲劳评估尤为重视。随着多年来的研究工作，诸多船型都有相对应的疲劳评估方法。对于邮轮、客船、舰船等具有长上层建筑的大型船舶而言，随着船舶结构轻量化设计的发展，在上层建筑结构中铝合金材料应用愈加广泛。其中舰船长上层建筑参与总纵强度程度较高，因此上层建筑各构件的应力水平偏高。在设计工作中认为轻围壁结构不参与总纵强度，因此对轻围壁的强度没有足够重视。但轻围壁与上层建筑主结构相连，随上层建筑主结构一起变形，也参与总纵弯曲。而铝质轻围壁结构舱壁薄、材料弱，抗疲劳载荷能力差，尤其是轻围壁上安装门框的开口角隅等应力集中位置，更易引发疲劳强度不足的问题。 本文以某舰船铝合金上层建筑结构为例，针对上层建筑轻围壁结构疲劳评估方法研究、数值模拟预报和结构优化等开展研究工作。主要研究内容如下： （1）通过开展第一层上层建筑轻围壁结构疲劳载荷响应计算，依据强度结果筛选铝合金轻围壁结构应力集中位置，根据节点位置的几何形状及受力状态，得到三类典型评估节点。 （2）针对铝合金轻围壁结构疲劳载荷响应计算结果筛选出的疲劳节点，采用热点应力法和基于Palmgren-Miner规则的线性累积损伤模型公式，确定了适合于铝合金轻围壁结构的疲劳评估方法，实现了铝合金轻围壁结构的疲劳寿命预报。 （3）对不满足寿命要求的节点进行结构优化设计，通过三种优化方向对铝合金轻围壁矩形开口角隅类节点的结构型式展开讨论，确定了适合长上层建筑铝合金轻围壁结构的开口角隅型式。 |
| 作者： | 雷奇恒 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 徐双喜;骆伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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