原文传递
大型集装箱船舱口角隅高低周复合疲劳寿命预报方法研究
| 论文题名： | 大型集装箱船舱口角隅高低周复合疲劳寿命预报方法研究 |
| 关键词： | 大型集装箱船;疲劳寿命;舱口角隅;循环载荷;谱分析法 |
| 摘要： | 由于集装箱船具有货舱区域开口大、舷侧宽度窄等特点，舱口角隅应力集中现象明显，是疲劳失效的易发和多发部位。一般而言，船体结构受到疲劳损伤而失效的形式属于低应力水平高循环周期的疲劳问题。但在船舶航行遭遇极端海况时，由于角隅处的应力集中，该处应力存在接近甚至超过材料屈服极限的可能，最终引发结构在较少的极端循环载荷下发生低周疲劳破坏。因此，多次经历恶劣海况的超大型集装箱船，在其服役期间由于复杂载荷引起的疲劳损伤可视为高低周复合疲劳问题。因此，本文提出了一种基于谱分析法的高低周复合疲劳计算方法，该方法能够考虑高周低周载荷交替的疲劳破坏情况。本文的主要研究内容如下： （1）介绍了现有评估船体结构疲劳性能的方法，对比分析现有疲劳计算方法的优缺点，基于此提出一种能够统一表征高周与低周性能的高低周复合疲劳模型。同时开展了单轴拉伸试验和低周疲劳试验，简单介绍了试验的试件、工况以及数据测量方案，获取并整理了建立高低周复合疲劳模型的所需参数，并通过对比低周疲劳试验值与模型的预报值，验证了模型的准确性。 （2）基于上文建立的高低周复合疲劳预报模型，本文以一艘4600TEU集装箱船为研究对象，采用了包括规范简化算法、设计波法、谱分析法和复合疲劳方法获取其不同部位舱口角隅的疲劳寿命。通过对比分析几种方法间的差异，讨论了极端海况引起的低周疲劳对角隅寿命的影响，并为船体结构疲劳性能评估方法提供了新的思路。 （3）针对高低周复合疲劳寿命预报结果比普通疲劳寿命结果大这一结论，本文讨论了舱口角隅高低周复合疲劳问题的影响因素。对于外部载荷因素，本文讨论了不同波浪散布图、航速和浪向对角隅疲劳寿命的影响。对于舱口角隅自身的影响因素，通过建立角隅局部细化模型分析了角隅尺寸和类型对角隅处应力集中情况和疲劳寿命的影响。 |
| 作者： | 胡育华 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 乐京霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
