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散货船疲劳简化算法与有限元方法比较研究
| 论文题名： | 散货船疲劳简化算法与有限元方法比较研究 |
| 关键词： | 散货船;结构疲劳评估;简化算法;有限元方法;名义应力;热点应力 |
| 摘要： | 结构疲劳失效成为船舶及海洋结构物海损事故的主要原因之一，因此结构疲劳强度研究日益引起人们的广泛关注。结构疲劳失效的机理是复杂的，研究学者采用了一定的基本假设和参考模型计算结构疲劳寿命。对于计算方法的研究不仅关系到准确预报海洋结构物的疲劳强度，更关系到国家人民生命财产的安全问题。本课题以CCS《船体结构疲劳强度指南》为指导，主要分析总结了结构疲劳评估简化算法的主要过程以及有限元算法的关键要点。用简化算法计算得到名义应力，有限元算法得到热点应力，分别使用名义应力与热点应力计算结构疲劳寿命，最后将两种算法的结果与实船在营运过程中的数据进行比较分析。在此基础上，研究并讨论了计算过程中所选择的主要计算参数对计算结果的影响。 本课题的主要工作如下： (1)阐述了疲劳理论的基本内容，包括疲劳寿命估算的三种主要方法：基于S-N曲线和Palmgren-Miner线性累积损伤准则的疲劳累积损伤方法，基于Paris裂纹扩展法则的断裂力学方法，以及建立在概率思想基础上并与前2种方法相结合的可靠性分析法，以及各方法中的要点； (2)以CCS“指南”为基础研究总结基于名义应力法的结构疲劳评估的简化算法的主要简化过程，以及基于热点应力法的有限元算法的主要内容； (3)将理论与工程实际相结合，选取98000t散货船实船，研究该船重压载舱舱壁处外底板纵骨失效的原因。在疲劳校核计算之前，先建立有限元模型，分析其屈服、屈曲强度。在屈服屈曲强度满足基础上，分别按疲劳评估的简化算法及有限元算法分析该船的疲劳强度，确定失效原因； (4)进一步分析，按简化算法和有限元算法计算船中位置各关键节点，综合重压载舱舱壁位置的计算结果，对比两种算法计算结果，并参照实船在实际营运过程中的数据，评估两种算法的准确度，以便为在实际结构疲劳评估中能选择更好的校核方法提供依据； (5)讨论计算所得应力集中系数，并改变计算中选取的参数值，研究其对疲劳寿命的影响程度，最后讨论计算点的选取问题，通过分析给出如何选择疲劳寿命最小的危险点作为计算点。 |
| 作者： | 李樱 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 林焰;张明霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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