基于全尺度模型實(shí)驗(yàn)的船舶典型節(jié)點(diǎn)疲勞評(píng)估方法研究.pdf

1、在船體結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度校核中，作為船舶典型節(jié)點(diǎn)的縱骨與橫艙壁連接節(jié)點(diǎn)是重點(diǎn)校核部位，而船體縱骨主要使用球扁鋼，因此球扁鋼焊接節(jié)點(diǎn)的疲勞評(píng)估應(yīng)受到重點(diǎn)關(guān)注。傳統(tǒng)的球扁鋼焊接節(jié)點(diǎn)的疲勞評(píng)估是在等效 L型材的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，然而通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)際的球扁鋼焊接節(jié)點(diǎn)疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果與按照等效L型材的評(píng)估結(jié)果并不一致，因此有必要對(duì)球扁鋼焊接節(jié)點(diǎn)的疲勞評(píng)估方法作深入的研究。
　　本文中的球扁鋼焊接節(jié)點(diǎn)是指縱骨（球扁鋼）與橫艙壁連接肘板的焊趾位置。文中主要通

2、過模型實(shí)驗(yàn)和有限元分析相結(jié)合的方法對(duì)該節(jié)點(diǎn)的疲勞評(píng)估方法進(jìn)行研究，主要對(duì)球扁鋼等效方法、熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法以及疲勞失效判據(jù)等方面進(jìn)行了對(duì)比分析，最終提出了一種基于疲勞失效判據(jù)的熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法。文中主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　1）通過1:1的縱骨（球扁鋼）與橫艙壁連接節(jié)點(diǎn)的模型疲勞實(shí)驗(yàn)，得到了真實(shí)的球扁鋼焊接節(jié)點(diǎn)在雙軸疲勞載荷下的疲勞壽命和疲勞裂紋萌生情況，研究了其熱點(diǎn)應(yīng)力在雙軸載荷與單軸載荷下的關(guān)系，并擬合了 S-N曲線，指出了

3、真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與規(guī)范估算結(jié)果的差異。
　　2）對(duì)比了不同球扁鋼等效方法下焊趾熱點(diǎn)附近的應(yīng)力分布情況和熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算值的差異，分析了不同的球扁鋼等效方法導(dǎo)致熱點(diǎn)應(yīng)力和疲勞壽命評(píng)估結(jié)果不同的原因，在此基礎(chǔ)上提出熱點(diǎn)應(yīng)力與疲勞失效判據(jù)有直接關(guān)系，最終在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上提出了一種基于疲勞失效判據(jù)（疲勞失效時(shí)的臨界疲勞裂紋長(zhǎng)度）的熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法。
　　3）通過縱骨（等效L型材）與橫艙壁連接節(jié)點(diǎn)的疲勞實(shí)驗(yàn)，研究了等效L型材焊接節(jié)點(diǎn)與真實(shí)

4、球扁鋼焊接節(jié)點(diǎn)疲勞性能的差異。進(jìn)一步探究了雙軸載荷與單軸載荷下熱點(diǎn)應(yīng)力的相互關(guān)系，記錄了試件從裂紋萌生到最后失效的整個(gè)過程，對(duì)比了結(jié)構(gòu)真實(shí)失效判據(jù)與假定的失效判據(jù)的差異，同時(shí)驗(yàn)證了本文提出的熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法的合理性。
　　4）在本文提出的基于疲勞失效判據(jù)的熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，提出了通過一個(gè)試件的疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合得到 S-N曲線的方法，通過 S-N曲線擬合方法對(duì)比及實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證，驗(yàn)證了本文提出的熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法的合理性，最后對(duì)