船舶典型螺栓連接結(jié)構(gòu)疲勞性能研究.pdf

1、由于其體積小、連接剛度大和連接質(zhì)量易于保證等優(yōu)點,使得螺栓連接應(yīng)用范圍很廣泛,目前,鐵路、公路、航海、航天等部門均在使用螺栓連接。但螺栓疲勞斷裂不易被發(fā)現(xiàn)也難于預(yù)防,故螺栓疲勞斷裂引起的重大事故也時有發(fā)生,因此加強對螺栓疲勞性能研究十分必要。
　　本文是以某船型首部的2Cr13馬氏體不銹鋼螺栓連接結(jié)構(gòu)件為研究對象,重點研究和計算船舶在不同運行狀態(tài)(出水、入水)條件下結(jié)構(gòu)件的受力情況。通過數(shù)值模擬與經(jīng)典理論相結(jié)合的方法,參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

2、和規(guī)范及相關(guān)海區(qū)的波浪特征,對結(jié)構(gòu)件的連接螺栓進行了疲勞性能研究。并開展疲勞試驗研究,驗證了連接螺栓在服役期間在正常使用的情況下的可靠性。主要結(jié)論如下:
　　(1)預(yù)緊力矩為300N·m時,實際工況下連接螺栓承受的最大應(yīng)力小于材料的許用應(yīng)力,即螺栓強度滿足要求。
　　(2)通過對該船型的結(jié)構(gòu)件的受力分析,并參照材料的S-N曲線及方程、Goodman直線方程及大西洋北部波浪數(shù)據(jù)等,對該船型的結(jié)構(gòu)件連接螺栓疲勞壽命進行估算。結(jié)果

3、表明,該船型應(yīng)用的2Cr13不銹鋼螺栓完全可以滿足設(shè)計壽命25年的要求。
　　(3)利用MSC.Patran和MSC.Fatigue軟件對結(jié)構(gòu)件連接螺栓進行了有限元模型的建立和計算,結(jié)合經(jīng)典理論計算結(jié)果,驗證了結(jié)構(gòu)連接螺栓的強度和疲勞壽命能滿足實際工況的需要。
　　(4)根據(jù)船舶螺栓連接結(jié)構(gòu)件局部結(jié)構(gòu)尺寸制作試驗樣件,進行了連接螺栓及結(jié)構(gòu)件的疲勞性能測試。結(jié)合經(jīng)典理論計算結(jié)果,驗證了結(jié)構(gòu)連接螺栓的強度和疲勞壽命能滿足實際工況