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基于裂纹扩展理论的船体结构疲劳强度研究
| 论文题名： | 基于裂纹扩展理论的船体结构疲劳强度研究 |
| 关键词： | 裂纹扩展理论;船体结构;结构疲劳;有效应力强度因子;疲劳裂纹;裂纹闭合效应;计算;权函数法;扩展数据;断裂判据;等效应力法;船舶结构;不规则波;比较分析;裂纹扩展过程;经验公式法;载荷等效;有限元法;校核方法;随机载荷 |
| 摘要： | 疲劳破坏是船舶与海洋工程结构的主要失效形式之一,目前校核船体结构疲劳强度的方法主要是各大船级社颁布的基于S-N曲线和Miner线性累计损伤的方法,本文基于裂纹扩展理论,研究船体结构疲劳裂纹在随机载荷下的扩展,希望为进一步完善船舶结构疲劳校核方法提供依据。论文完成的主要工作有: 1、应力强度因子的计算。对现在一些计算应力强度因子的方法进行比较分析,如经验公式法、权函数法和有限元法等。比较之后确定采用权函数法计算船体结构疲劳裂纹的应力强度因子。 2、不规则波的模拟。通过模拟不规则波以有效获得船体结构在随机海况下的应力时历。 3、有效应力强度因子的求解。考虑到裂纹闭合效应的因素,分别采用了Newman模型和Willenberg模型计算裂纹有效应力强度因子。 4、等效应力的求解。通过将船舶航行中的随机变幅载荷等效为恒幅来考虑裂纹扩展。 5、研究确定断裂判据。通过结合船舶结构的实际形式、部位、材料、受力情况以及设计使用参数来确定裂纹扩展的断裂判据。 6、裂纹扩展数据比较。比较分析了在裂纹扩展过程中是否考虑裂纹闭合效应以及通过等效应力法计算的疲劳裂纹扩展数据,并给出了详细的计算过程。 |
| 作者： | 曹俊伟 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 冯国庆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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