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特殊船舶结构的局部疲劳分析研究
| 论文题名： | 特殊船舶结构的局部疲劳分析研究 |
| 关键词： | 特殊船舶结构;穿浪双体船;潜艇耐压壳;锥柱结合壳结构;抗疲劳设计;Weibull分布 |
| 摘要： | 船舶结构的疲劳问题是一个由来已久的问题，也是影响船舶结构安全性的重要问题。各国船级社针对船舶结构疲劳进行了大量研究，并形成了相关规范，但主要是针对油船、散货船、集装箱船等常规船型。对于穿浪双体船、潜艇耐压壳等特殊船舶结构的疲劳研究仍然较少。 本文主要做了以下工作： （1）建立穿浪双体船全船有限元模型，按照有关指南施加载荷工况，进行静力分析。确定Weibull分布下的疲劳载荷概率模型，建立疲劳载荷谱。选取某一铝合金材料的S-N曲线，基于Miner线性累积损伤理论对穿浪双体船主船体的三个典型横剖面进行局部疲劳分析，观察结构应力、疲劳寿命和疲劳损伤的分布规律。考察平均应力和Weibull分布形状参数对疲劳寿命的影响。通过疲劳可靠性计算，研究各随机变量对疲劳可靠度的影响。 （2）建立潜艇耐压壳中典型的锥柱结合壳结构模型，施加合适的约束和载荷，进行静力分析。锥柱结合壳凸角处外表面具有较大的拉伸应力，是疲劳研究的热点。大深度潜艇耐压壳结构的疲劳属于低周疲劳，采用局部应力应变法计算裂纹萌生寿命，用断裂力学法计算裂纹扩展寿命。从载荷、材料、几何尺寸、残余应力、初始裂纹等方面考察各因素对疲劳寿命的影响。 本文采用MSC.Patran/Nastran进行有限元建模和静力计算，用MSC.Fatigue进行疲劳分析计算。本文疲劳计算方法包含常用的三种方法：S-N曲线法、局部应力应变法和断裂力学法，并涉及了可靠性计算，具有一定的广泛性。本文从不同角度考察了各种因素对穿浪双体船和潜艇耐压壳结构疲劳寿命的影响，对于有关研究和抗疲劳设计具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 蔡诗剑 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 赵耀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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