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铝合金高速船波浪载荷及疲劳强度研究
| 论文题名： | 铝合金高速船波浪载荷及疲劳强度研究 |
| 关键词： | 铝合金高速船;疲劳评估;三维线性;简化方法;谱分析 |
| 摘要： | 近年来船舶的结构和构件因疲劳问题引起的失效越来越突出，而铝合金船舶由于其材质抗疲劳的能力比钢材要弱，且铝合金船多为高速船舶，高速船舶结构承受的波浪载荷的交变作用往往更加严重，造成的结构疲劳损伤会比单纯的低频波浪应力造成的疲劳损伤更大。所以对铝合金船舶的结构疲劳强度研究对准确预测铝合金船舶的使用寿命和极限状态有重要意义。 本文以60米铝合金高速船舶为例，采用疲劳简化算法和直接计算法中的谱分析法对60米铝合金高速船舶的结构疲劳强度进行评估，主要内容如下: 1.简述了疲劳评估方法的基本原理。包括S-N曲线以及基于连续型载荷谱作用下和分段连续型载荷谱作用下的Miner线性疲劳累积损伤理论。 2.依据CCS《船体结构疲劳强度指南2007》和《海上高速船入级与建造规范》对简化算法中的疲劳载荷计算、应力范围计算和疲劳累积损伤度计算进行了详细论述，且计算出了舷侧与舱壁连接处的8根纵骨的疲劳寿命。 3.阐述了疲劳强度评估的谱分析方法的基本原理及要点，包括疲劳应力响应的传递函数、结构应力的响应谱、应力范围的短期分布与长期分布和疲劳累积损伤度计算。 4.运用三维线性波浪载荷计算软件Hydrostar计算60米铝合金高速船在规则波中的运动响应和波浪载荷，得到船体表面水动压力，对高速铝合金船舶的波浪载荷进行分析研究。 5.运用MSC.PATRAN软件建立60米整船有限元模型，并对热点应力区进行细化。采用Visual Basic语言编写程序解决了MSC.PATRAN软件与Hydrostar软件的接口问题。通过自编程序自动提取有限元分析结果，得到应力响应传递函数，然后计算得到热点处的疲劳累积损伤度和疲劳寿命，并对60米铝合金高速船疲劳评估结果进行分析。 |
| 作者： | 郑镜华 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 张佳宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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