船舶疲劳强度评估等效设计波法研究

在现有船舶疲劳强度评估设计波法基础上,对设计波的选取和应力范围的计算部分进行改进。提出一种更能全面考虑船舶载荷状态的设计波选取方法,同时定义一种更为准确的应力范围选取方法。以1艘散货船为例,根据筛选的设计波,进行疲劳损伤的计算,比较本文提出的改进的设计波法和原有谱分析法得到的疲劳寿命值,验证本文提出方法的可行性和优越性。     

基于等效设计波的船体结构疲劳强度许用应力法

文章总结了中国船级社疲劳强度评估方法中的许用应力范围方法.该方法用10种主要载荷控制参数下的等效设计波作为基本的计算载荷工况,通过基本计算载荷工况进行组合后求解疲劳应力范围.推导了疲劳许用应力范围计算公式和不同概率水平下疲劳应力的转换关系.对不同S-N曲线形式的许用应力范围进行了讨论,给出了中国船级社疲劳强度许用应力范围表格.用实例进行了验证.     

多用途船甲板舱口角隅疲劳强度分析

以5 000 DWT多用途船为例,按照中国船级社《集装箱船结构强度直接计算指南》对多用途船的甲板舱口角隅局部结构进行了疲劳强度评估。基于设计波法对多用途船的载荷进行长期预报并确定设计波参数,利用有限元软件MSC.Patran建立了有限元模型,对12个设计波下的有限元模型进行了分析。计算结果表明,本方法对多用途船大开口甲板舱口角隅处的结构设计具有一定的实用意义和参考价值。     

波激颤振对超大型集装箱船疲劳强度影响评估

随着全球航运规模的进一步扩大,集装箱船的大型化发展成为必然趋势,超大型集装箱船的船型特点导致船体结构遭受更严重的波激振动和砰击颤振作用,对船体结构疲劳强度产生较大影响.根据中国船级社规范和相关要求,基于三维线性/非线性水弹性理论,采用专用的三维水弹性计算软件,对一型超大型集装箱船开展波激振动和砰击颤振下船体结构疲劳强度直接计算评估和影响分析.分析结果表明,相关计算流程、算例和结论可为其他大型船舶在波激振动和砰击颤振下船体结构疲劳强度评估提供参考.     

小水线面双体船结构疲劳强度评估

以"小水线面油田交通船"为依托,探讨了小水线面双体船结构疲劳强度的评估方法,包括:疲劳强度评估构件及部位的确定、疲劳载荷、设计应力范围以及累积损伤度计算等问题.     

客滚船车辆甲板疲劳强度评估

针对《船体结构疲劳强度指南》中关于疲劳强度的分析不适用于客滚船车辆甲板疲劳强度评估的情况,参照《钢桥疲劳设计》,制定出一种适用于车辆甲板疲劳强度的计算方法,以期为内河船车辆甲板的设计与审图提供借鉴。     

构皮滩升船机主提升机卷筒结构焊缝疲劳强度分析

构皮滩升船机主提升机卷筒结构规模大、受力及边界条件复杂、运行频繁,且卷筒筒体的应力呈现周期性变化,卷筒焊缝可能产生疲劳破坏,因此焊缝的疲劳强度分析是卷筒结构设计的必要和重要环节。基于卷筒结构与载荷的复杂性,采用有限元分析方法计算卷筒结构的应力变化范围,其建模方法充分考虑了卷筒组与轴承座以及卷筒组各子结构的机械装配特性;采用标准“Eurocode 3”疲劳强度评估方法进行焊缝疲劳强度设计。基于有限元和“Eurocode 3”疲劳强度评估的焊缝疲劳强度设计方法,可为水利枢纽升船机设计提供参考。     

有限元分析的船用燃料储罐疲劳强度估计

针对目前船用燃料储罐疲劳强度评估准确度问题,基于有限元分析法对船用燃料储罐疲劳强度进行评估。采用三段式有限元建模法,划分储罐横仓壁和强肋位,获取有效周长得到内部应力关系比例,计算罐体内部载荷,提取惯性力和储罐压力相关载荷数据,施加到有限元模型上并设置应力点,通过谱分析法,得到典型应力疲劳强度应力值,结合有限元模型提取的关系比例,估算出当前疲劳强度。实验数据表明,应用设计的疲劳强度评估方法对储罐横轴疲劳强度评估准确度提高了27%,纵轴疲劳评估准确度提高22%。     

超大型浮体柔性连接器疲劳强度模型试验

为了保证超大型浮体的作业安全,需要精确评估连接器结构疲劳强度。文章针对一种由尼龙柔性夹层和环肋加强圆管轴构成的铰接式连接器,开展了疲劳强度模型试验,测量了热点应力、疲劳寿命和裂纹扩展。考虑接触、柔性层以及开孔的影响,采用三维有限元方法计算了连接器结构应力,分别基于S-N曲线和裂纹扩展,给出了柔性连接器疲劳寿命评估方法。比较分析表明,计算得到的连接器结构应力和疲劳寿命与模型试验结果吻合,文中方法可用于柔性连接器结构疲劳强度设计     

半潜平台结构疲劳寿命评估方法比较

为了研究各种疲劳评估方法对海洋结构物疲劳寿命评估结果的影响,利用S-N曲线方法和断裂力学方法分别计算了半潜式海洋平台的疲劳寿命,分析比较了二者计算结果的差别.同时比较了疲劳载荷预报中谱分析方法和设计波法的计算结果,分析研究半潜式海洋平台结构关键节点疲劳应力计算中设计波和载荷参数的确定方法,为半潜式海洋平台的疲劳寿命评估提供依据.经过比较分析,认为S-N曲线方法和断裂力学方法应用于评估海洋结构物疲劳寿命均是可行的,使用设计波法来计算半潜式海洋平台横撑与立柱交点处结构疲劳寿命时应该以60°浪向的横向扭矩为特征设计波浪载荷来决定设计波参数比较合理.     

深水半潜式钻井平台波浪载荷预报与结构强度评估

采用理论分析和模型试验相结合的方法,对一深水半潜式钻井平台进行了波浪载荷预报和结构强度评估,进而为平台结构设计提供了参考依据.同时,对半潜式平台波浪载荷预报和结构强度评估的分析方法和流程进行了归纳与总结.     

大开口深拖母船全船强度有限元分析

某深拖母船为实现作业功能，在船舯位置设有上下贯通的大开口结构，该结构特性会严重削弱目标船的总纵强度和弯扭强度，因此在针对该开口区域进行详细设计后，还有必要采用全船结构有限元分析方法来评估结构强度和变形水平。通过设计波法得到波浪载荷，计算全船在各种工况下结构的应力、变形结果，总结出该船型的受力特点，并结合全船结构强度直接计算结果，选取的典型节点进行疲劳强度评估，得到各个典型节点的疲劳寿命。计算结果对目标船的结构优化具有参考意义。     

圆筒型FPSO上部模块支撑结构疲劳分析

与船型FPSO相比,圆筒型FPSO没有明显的总纵弯曲,上部模块与船体结构之间通常采用刚性支墩来连接,水平运动所产生的弯矩和装/卸载引起的船体垂向变形对模块支撑结构的影响较为显著。因此,以“希望6号”圆筒型FPSO上部模块支撑结构为研究对象,基于DNVGL船级社规范,介绍一种简化疲劳分析方法。以FPSO运动加速度和船体变形载荷作为载荷输入条件,利用SESAM/GeniE软件进行有限元分析,得到结构在所有组合工况下应力的扫描计算结果。根据作业海域各个方向波浪发生的概率,运用简化疲劳分析方法计算得到所关注节点的疲劳损伤和各个工况对结构节点疲劳损伤度的贡献。结果表明,所关注节点的疲劳强度均满足设计疲劳强度要求;同一节点的疲劳损伤对不同浪向的敏感度不一样。该简化疲劳分析方法同样适用于承受周期性载荷的FPSO上部模块主结构和其他型式海洋结构物的疲劳分析。     

液货晃荡对油船结构性能的影响研究

论文研究了液货晃荡对油船的结构响应影响研究.论文对比研究了考虑液货晃荡与忽略液货晃荡影响的油船结构强度,包括设计波参数对比,最大扭矩、最大垂向弯矩、最大水平弯矩控制参数对应工况下的结构应力分布特征对比.对比研究了考虑液货晃荡与忽略液货晃荡影响的油船疲劳强度,包括满载状态下的疲劳评估结果、疲劳损伤的浪向角分布结果对比.论文针对液货晃荡对油船结构响应影响提出的研究结论,对油船的结构设计及评估具有重要的研究意义.     

船舶热点疲劳强度研究

以一艘71 000 t的散货船为研究对象,基于IACS的《散货船共同规范》和CCS的《船体结构疲劳强度指南》,采用热点应力法来进行疲劳强度的评估。对热点疲劳计算的结果进行分析和比较,指出用热点应力法进行疲劳强度评估时的影响因素。     

集装箱船等效设计波法中疲劳载荷概率系数的确定

为了在应用等效设计波方法时将船体梁载荷规范包络值、运动包络值、加速度包络值转换为疲劳评估载荷,需得到疲劳载荷概率系数这一重要参数。采用基于三维势流理论的水动力计算软件,分析多型集装箱船不同航速及超越概率的载荷长期预报值,得到用于疲劳评估的疲劳载荷概率系数的直接计算值。对直接计算值进行回归分析,拟合出各载荷的概率系数简化公式。结果表明,简化公式比较理想。     

某散货船底凳与内底相交处热点疲劳分析及改进方案

目前对屈服强度和屈服强度的评估相对较成熟,理论性也较强,结构直接计算方法已经成为评估和校核不可或缺的手段;而疲劳强度的计算在现行规范中现在仍是以经验公式为主。由于对疲劳性能影响的因素很多,在实船的设计计算中难免会出现疲劳强度达不到规范要求的情况,因此考虑使用中国船级社在MSC PATRAN平台的基础上按照IACS CSR-JBP规范开发的软件DSA-JBP,对底凳与内底相交处的疲劳累积损伤进行评估,并据评估结果对超出规范要求的热点区域提出改进方案。     

船舶结构疲劳评估设计波法

以散货船船舯内底与底边舱斜板折角处节点为例,对船舶结构疲劳评估的设计波法进行研究.论述了设计波法的基本原理,给出了确定设计波的流程。通过分析该节点的受力情况,确定5个控制载荷参数及设计波参数。以谱分析法得到的参考应力范围为目标值,对5个控制载荷参数对应的设计波作用下的节点应力范围结果进行回归分析,从而得到了用于疲劳评估的设计波组合,并利用该方法对1艘散货船的船舯内底与底边舱斜板折角处的节点进行了计算。结果显示,设计波法与谱分析法的结果吻合较好,计算量大幅减少。