多裂紋船體加筋板結構疲勞可靠性分析.pdf

1、疲勞破壞是危及海洋結構物安全的主要因素之一。疲勞壽命評估在船體結構設計過程中必不可少。加筋板結構廣泛應用于主船體結構中，其安全可靠性影響著船舶整體的可靠性。相比于傳統的S-N曲線疲勞計算方法，基于斷裂力學的疲勞裂紋擴展理論更能考慮結構存在的初始裂紋和裂紋擴展過程等因素，更接近于結構實際破壞的過程。在船舶服役期間內，加筋板結構受到波浪產生的交變載荷作用，往往會產生裂紋甚至是多條裂紋。初始裂紋會逐漸地擴展至臨界尺寸而導致疲勞破壞。為了計算出

2、多裂紋加筋板結構安全可靠性，本文應用基于斷裂力學的疲勞評估方法與可靠性理論，研究了多裂紋加筋板的疲勞可靠性。
　　對含多裂紋加筋板結構采用有限元分析計算，采用奇異元模擬裂紋得到裂紋應力強度因子。為了研究多裂紋間應力場相互影響，得到了多裂紋加筋板不同間距下幾何修正系數（應力強度因子）變化的經驗公式。裂紋應力強度因子受到帶板和腹板及間隔裂紋影響的，選擇在應力相互影響的間距下，得到兩組不同帶板和腹板裂紋尺寸組合的一系列有限元模型，計算分

3、析出多裂紋擴展的幾何修正系數公式。
　　然后基于疲勞裂紋擴展的Paris公式編寫裂紋擴展程序，用蒙特卡洛法模擬裂紋擴展，將裂紋初始尺寸、材料參數、應力范圍的概率分布和幾何修正系數公式作為輸入，對不同年限下的裂紋尺寸進行統計分析，得到預測的不同年限下的裂紋尺寸離散樣本點。利用最小二乘法進行曲線擬合得到幾何修正系數的參數的統計特征值，就得到了多裂紋加筋板的裂紋擴展概率模型。
　　根據多裂紋加筋板裂紋擴展概率模型可以求出不同年限下