存在奇异点的结构疲劳评估简单方法

由于船舶结构整体几何形状具有内在的应力奇异性,其有限元分析结果的评估并不明确。通过对一个简单平面直角十字形拐角结构上的奇异性和裂纹尖端的奇异性进行分析,提出简化后的经验法则及一个直接的计算方法,用于计算裂纹的应力强度因子和基于S-N曲线疲劳分析中的应力集中系数。同时对结构中奇异点处应力场性质提出认识,对其有限元分析方法中网格的划分提供基础。     

基于切口应力强度理论的135°拐角处应力场分析（英文）

在焊接接头处,几何的不连续造成了局部的应力集中,形成了应力奇异效应,有必要做进一步的研究。文章基于切口应力强度理论,引入了奇异强度as的概念,提出了评估切口应力的简便算法,并通过一系列十字形模型进行了验证。最后,将修改表达式的预估结果同N-SIF公式作了对比分析,结果表明该修正公式可以简单、准确地预估焊接接头处的应力。     

基于切口应力强度理论的135°拐角处应力场分析

在焊接接头处,几何的不连续造成了局部的应力集中,形成了应力奇异效应,有必要做进一步的研究。文章基于切口应力强度理论,引入了奇异强度as的概念,提出了评估切口应力的简便算法,并通过一系列十字形模型进行了验证。最后,将修改表达式的预估结果同N-SIF公式作了对比分析,结果表明该修正公式可以简单、准确地预估焊接接头处的应力。     

船舶十字焊接接头在不同位错精度下应力集中系数的有限元计算

研究了船舶十字焊接接头在不同位错精度上的力学性能。建立了船体十字焊接接头有限元应力分析的力学模型，利用增量法，对由２１．５ｍｍ，２５ｍｍＢ级船用钢组成的船体十字焊接接头进行了平面应变的有限元应力弹塑性分析；研究了不同位锚精度下十字焊接接头的应用力集中系数，并分析了不同焊角尺寸对十定焊接接头应力集中程度的影响，这将对制订更为合理的船舶结构十字接头位错精度标准提供了可靠的依据。     

基于奇异强度理论的疲劳特性评估方法

疲劳是海洋结构物破坏的重要因素,为简化舰船结构疲劳评估方法,基于线弹性断裂力学和切口应力强度理论,针对典型薄板结构研究拐角节点处的应力强度,分析结构形式,利用ANSYS有限元模拟和MathCAD函数拟合,分别给出计算应力强度因子的＂奇异权函数法＂和＂奇异等效裂纹法＂的研究方法,同时给出简便算法和经验公式。进而应用Paris裂纹扩展法则进行结构奇异强度疲劳特性评估,并结合S-N曲线分析拐角节点处的应力集中,得到与结构尺寸相关的＂奇异应力集中系数＂函数。最后,针对切口应力,提出有限元分析所需要的＂奇异应力等效取值点＂的参考位置。希望能将奇异强度理论纳入船舶结构疲劳强度校核规范中做参考。     

基于切口应力强度理论的横向角接焊接接头的疲劳强度评估（英文）

在焊接接头处,由于几何的不连续造成了局部的应力集中,对其疲劳强度评估的研究是十分必要的。文章提出采用奇异强度(as)来计算接头处的几何应力,并基于N-SIF方法分析了不同几何尺寸下十字接头的疲劳强度。结果表明该修正公式可以十分简便地评估出焊接接头处的疲劳强度。     

板板焊接构件应力强度因子的工程化方法研究

针对承受拉弯载荷作用焊趾处含有表面裂纹的T型焊接接头,提出了一种根据裂纹最大张口位移量确定裂纹最大深度处应力强度因子的新方法。基于有限元数值计算,考虑了模型尺寸效应、焊接尺寸、裂纹深度比、裂纹形状比等因素对应力强度因子的影响,建立了拉伸、弯曲载荷对应的修正系数表达式,提出了基于裂纹表面最大张口位移确定T型焊接接头裂纹深度方向的应力强度因子的简便方法。以十字形板板焊接接头为例,显示该方法适用于任意形式的板板焊接接头。     

典型船体结构拐角区域的应力分布比较研究

加强结构以保证船体的结构强度为主,合理选择结构形式对于船舶安全航行至关重要。为此,采取奇异强度理论与ANSYS数值模拟方法比较分析了4种典型二维结构拐角处的应力分布及其奇异性,进而针对6种船用典型三维结构,分别在拉伸载荷、弯矩载荷及共同作用的工况下,分析并比较了结构拐角处不同方向的应力分布,并明确了有限元分析方法,希望为实际工程应用提供参考。     

焊趾表面裂纹应力强度因子简化计算的比较研究

对接、T型接头与十字接头是船舶与海洋结构的典型结构形式,其大部分疲劳失效是由于焊趾引起的.各种表面裂纹的应力强度因子计算是船舶与海洋结构基于断裂力学安全评定和疲劳寿命预测的基础.Bowness等人提出了T型接头焊趾表面裂纹应力强度因子计算式,作者对其复杂的计算式进行了简化.BS7910针对对接、T型接头与十字接头提出了两套焊趾应力强度因子表达式,一是针对二维表面裂纹提出的,一是针对三维表面裂纹提出的.本文对作者给出的简化表达式以及BS7910的两套表达式进行了比较.结果表明作者给出的简化表达式不仅可以用来计算T型接头的焊趾表面裂纹应力强度因子,而且可以用来计算对接与十字接头焊趾表面裂纹的应力强度因子.同时发现在a/T＜0.05处三者的差别比较大,因此用有限元法进行了验证,结果证明作者给出的简化表达式比其他表达式更加合理.     

基于切口应力强度理论的横向角接焊接接头的疲劳强度评估

在焊接接头处,由于几何的不连续造成了局部的应力集中,对其疲劳强度评估的研究是十分必要的。文章提出采用奇异强度（as）来计算接头处的几何应力,并基于N-SIF方法分析了不同几何尺寸下十字接头的疲劳强度。结果表明该修正公式可以十分简便地评估出焊接接头处的疲劳强度。     

基于支持向量机的典型船体结构裂纹损伤模式分类研究

为了识别典型船体结构裂纹损伤,提出基于支持向量机(SVM)的分类方法,采用固有时间尺度分解(ITD)和奇异值分解(SVD)方法对振动信号进行特征向量提取,得到训练样本和验证样本数据,应用SVM算法对训练样本数据进行正确的分类。为评估SVM分类准确性,引入BP神经网络算法进行对比分析,2种算法对验证样本进行分类预测,结果证明SVM方法对小样本试验数据进行模式分类具有更高的准确率。对十字加筋板的损伤模式进行分类研究,可对船体局部结构的维修和管理提供更好辅助决策支持。     

船用钢T型接头焊趾选择优化研究

针对船体焊接构件焊趾处应力集中影响船艇结构寿命的问题,利用有限元软件建立船艇重要区域中内龙骨的有限元模型,在约束和载荷相同的情况下,对比分析不同焊趾形式及尺寸T型接头的应力分布和疲劳寿命。研究表明,对于陆军船艇而言,平面形焊趾形式应力集中程度较小,焊后加工方便,适合船艇修理实际要求;焊脚尺寸为4~6 mm的平面形焊趾形式的T型接头疲劳寿命最大,在船艇T型构件焊接时焊脚尺寸应选用此范围内。     

钢玻复合船体结构中钢与玻璃钢螺栓连接接头形式分析

针对当前复合材料上层建筑与钢质主船体之间螺栓机械连接形式Π形接头和L形接头的强度较弱、易发生损坏的问题,从增强复合材料接头强度角度,提出一种加强L形接头,进行相应的拉伸试验和数值仿真计算,并将其与现有的Π形接头、L形接头进行对比,结果表明,加强L形接头的强度更好。     

船用玻璃钢接头的应力分析

本文针对单搭接接头，硬壳式玻璃钢船体舷部舭龙骨处的连接结构，进行了详尽的有限元分析，给出了单搭接接头的层间正应力、层间剪应力、以及硬壳式玻璃船体舷部舭龙骨处的连接结构的应力计算结果。这些计算结果，无疑将对指导玻璃钢船用连接结构的设计具有重要意义。     

船舶纵向构件疲劳评估的热点应力方法

在中国船级社《船体结构疲劳强度指南》(2001版)提出的用名义应力计算船体结构疲劳强度的基础上,提出了一套对船体纵向构件用热点应力方法进行评估的方法,给出了热点应力的计算有限元模型、计算方法和对应的SN曲线选取的要求。     

水面舰船结构力学性能虚拟测试初步研究

在建立虚拟仿真环境库和动态环境库的基础上,实现海浪中航行的船体结构强度、船体自由振动、船体结构疲劳寿命、船体结构总纵强度、总刚度及局部强度等的虚拟测试。以某型舰船的船体结构数据为例进行测试,其结果与强度计算结果基本一致,测试应力均达到许用应力的要求。     

船体肋板T型结构焊接-火工工艺链连续模拟研究

船体制造过程中,焊接与火工矫形都将引起局部残余应力/应变缺陷,有必要探究焊接-火工连续工艺链中缺陷累积的历程。基于非线性热弹塑性有限元理论,开展船体肋板典型T型构件焊接-火工工艺链连续模拟。采用有限元形函数法实现焊接模拟与火工模拟之间的数据映射,建立强度分析模型,分析工艺链残余应力演变历程及其对结构强度的影响。这项研究为船体结构设计制造的预测与监测提供了新的技术手段。     

基于三线激光结构光的船体大拼接焊缝交叉类型辨识

为实现船壁面的大拼接焊缝的全自主移动除锈,提出一种基于三线激光结构光的激光视觉焊缝辨识方法。针对船体大拼接焊缝的纵横交叉,根据三线激光的特征,对描述激光形态和激光条纹间距的5个变量进行定义,归纳3条激光条纹在焊缝交叉处的特征参量的变化规律,建立十字形、T字形焊缝交叉的统一辨识模型。试验验证:采用三线激光具有更好的抗干扰性、信息量丰富,在各种工况下都能准确辨识焊缝接头交叉类型。研究结果为后续的焊缝实时跟踪和轨迹规划奠定基础。     

多用途船船体应力监测系统布置

根据某型多用途船大开口箱型货舱结构特点,有针对性地布置安装船体应力监测系统,通过该系统的多通道传感器获取船舶营运阶段实时数据,采用数字孪生技术将实船采集的应力监测数据和船舶有限元模型映射与互联,实现营运船舶的船体结构疲劳寿命、不同装载工况下结构强度分析和预测、不同海况下结构应力分布的实时监控和结构安全评估,取得中国船级社智能船体的船级符号。     

T型接头焊趾表面裂纹应力强度因子的简化计算方法

T型接头是船舶与海洋结构物的典型结构形式之一,其焊趾处常常是疲劳热点区域。T型接头焊趾表面裂纹的应力强度因子是船舶与海洋结构的、基于断裂力学安全评定和疲劳寿命预测的基础。本文对T型接头表面裂纹应力强度因子的计算方法,尤其是Bow ness等人提出的T型接头焊趾表面裂纹应力强度因子的计算公式进行了分析,在此基础上导出了形式简单,物理意义明确的T型接头焊趾表面裂纹应力强度因子的简化计算公式,并和相关的应力强度因子的计算结果进行了比较,证明了本文简化方法的可行性。