船體結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評(píng)估非線性設(shè)計(jì)波法.pdf

1、船舶結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)報(bào)一直是船舶力學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，基于譜分析的疲勞壽命預(yù)報(bào)方法是公認(rèn)的比較精確的方法。但實(shí)踐表明，基于譜分析的直接計(jì)算法的計(jì)算工作量相當(dāng)大，給實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)很大的不便，且該方法基于的理論基礎(chǔ)是線性系統(tǒng)變換，而近年來(lái)很多研究都表明，波浪載荷的非線性因素對(duì)船體結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的影響不可忽略，因此該方法具有其局限性。設(shè)計(jì)波法不僅可以得到合理的結(jié)果，而且還可以考慮載荷的非線性效應(yīng)對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響，同時(shí)又能大大減少計(jì)算量，因而在工

2、程上有很好的發(fā)展前景。
　　 本文在研究適用于散貨船結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評(píng)估的設(shè)計(jì)波法的基礎(chǔ)上，考慮載荷的非線性效應(yīng)對(duì)船體結(jié)構(gòu)疲勞損傷的影響。圍繞疲勞設(shè)計(jì)波的確定、疲勞損傷的計(jì)算，本文進(jìn)行了以下幾方面的工作：
　　 1)根據(jù)細(xì)化節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式選取多個(gè)控制載荷參數(shù)，對(duì)控制載荷參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期預(yù)報(bào)及幅頻響應(yīng)計(jì)算，得到各控制載荷參數(shù)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)波參數(shù)；通過(guò)設(shè)計(jì)波作用下應(yīng)力范圍的組合得到細(xì)化節(jié)點(diǎn)處的疲勞參考應(yīng)力范圍，進(jìn)而計(jì)算細(xì)化節(jié)點(diǎn)處的疲勞損

3、傷。
　　 2)參照共同規(guī)范選取合適的載荷控制參數(shù)，并根據(jù)損傷等效原理計(jì)算得到各細(xì)化節(jié)點(diǎn)的等效應(yīng)力范圍，從而確定各節(jié)點(diǎn)的等效設(shè)計(jì)波；考慮設(shè)計(jì)波非線性效應(yīng)對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響，計(jì)算設(shè)計(jì)波的非線性疲勞載荷；通過(guò)有限元方法計(jì)算船體結(jié)構(gòu)在非線性設(shè)計(jì)波下的疲勞損傷，并與線性設(shè)計(jì)波下的疲勞損傷進(jìn)行對(duì)比分析；
　　 3)在時(shí)域內(nèi)計(jì)算不規(guī)則波的波浪載荷及運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，得到船體結(jié)構(gòu)在不規(guī)則波作用下的應(yīng)力時(shí)歷；對(duì)該應(yīng)力時(shí)歷進(jìn)行雨流計(jì)數(shù)得到應(yīng)力范圍的