船體結(jié)構(gòu)疲勞強度評估非線性設(shè)計波法.pdf

1、船舶結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)報一直是船舶力學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。目前，基于譜分析的疲勞壽命預(yù)報方法是公認的比較精確的方法。但實踐表明，基于譜分析的直接計算法的計算工作量相當大，給實際應(yīng)用帶來很大的不便，且該方法基于的理論基礎(chǔ)是線性系統(tǒng)變換，而近年來很多研究都表明，波浪載荷的非線性因素對船體結(jié)構(gòu)疲勞強度的影響不可忽略，因此該方法具有其局限性。設(shè)計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)對疲勞強度的影響，同時又能大大減少計算量，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)疲勞強度評估的設(shè)計波法的基礎(chǔ)上，考慮載荷的非線性效應(yīng)對船體結(jié)構(gòu)疲勞損傷的影響。圍繞疲勞設(shè)計波的確定、疲勞損傷的計算，本文進行了以下幾方面的工作：
　　 1)根據(jù)細化節(jié)點的結(jié)構(gòu)形式選取多個控制載荷參數(shù)，對控制載荷參數(shù)進行長期預(yù)報及幅頻響應(yīng)計算，得到各控制載荷參數(shù)對應(yīng)的設(shè)計波參數(shù)；通過設(shè)計波作用下應(yīng)力范圍的組合得到細化節(jié)點處的疲勞參考應(yīng)力范圍，進而計算細化節(jié)點處的疲勞損

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)損傷等效原理計算得到各細化節(jié)點的等效應(yīng)力范圍，從而確定各節(jié)點的等效設(shè)計波；考慮設(shè)計波非線性效應(yīng)對疲勞強度的影響，計算設(shè)計波的非線性疲勞載荷；通過有限元方法計算船體結(jié)構(gòu)在非線性設(shè)計波下的疲勞損傷，并與線性設(shè)計波下的疲勞損傷進行對比分析；
　　 3)在時域內(nèi)計算不規(guī)則波的波浪載荷及運動響應(yīng)，得到船體結(jié)構(gòu)在不規(guī)則波作用下的應(yīng)力時歷；對該應(yīng)力時歷進行雨流計數(shù)得到應(yīng)力范圍的