确定船体结构疲劳寿命分布的Bayesian方法

给出了由小样本试验数据确定船体结构疲劳寿命分布的Ｂａｙｅｓｉａｎ方法。采用二级模糊综合评判获得先验概率，通过似然函数反映样本信息，利用Ｂａｙｅｓｉａｎ定理综合先验信息与样本信息得到后验概率，将统计推断建立在后验概率的基础上，弥补了传统 统计推断上的缺陷。     

贝叶斯方法在船体结构疲劳分析中的应用

针对船体结构疲劳试验的小样本特点,探讨了确定船体结构疲劳寿命分布模型和建立疲劳性能曲线的贝叶新斯方法。该方法将先验信息与样本信息加以综合得到后验概率,将统计推断建立在后验概率的基础上,减小了因样本短而带来的统计分析误差,获得比传统方法更可靠的结果。     

建立船体结构疲劳设计曲线的贝叶斯方法

基于船体结构疲劳试验的小样本特点,探讨了建立疲劳设计曲线(S-N或P-S-N曲线)的贝叶斯方法.将传统疲劳模型中的未知参数处理成离散型随机变量,利用贝叶斯公式求出参数向量的后验概率密度,在此基础上建立不同存活率下的贝叶斯疲劳设计曲线方程并编程求解.算例表明,贝叶斯方法不仅弥补了样本小带来的统计误差,而且合理解决了疲劳试验数据中的越出问题.     

建立船体结构疲劳设计曲线的贝叶斯方法

基于船体结构疲劳试验的小样本特点,探讨了建立疲劳设计曲线（S-N或P-S-N曲线）的贝叶斯方法。将传统疲劳模型中的未知参数处理成离散型随机变量,利用贝叶斯公式求出在数向量的后验概率密度,在此基础上建立不同存活率下的贝叶斯疲劳设计曲线方程并编程求解。算例表明,贝叶斯方法不仅弥补了样本小带来的统计误差,而且合理解决了疲劳试验数据中的越出问题。     

单点腐蚀船体板剩余疲劳寿命的数值计算

船体板在波浪载荷下会受到交变拉/压作用,因此必须考虑疲劳对船体板剩余寿命的影响,尤其是对含点腐蚀船体板剩余寿命的影响。本文对单点腐蚀船体板剩余疲劳寿命进行了数值计算,结果表明:使用二次单元对含蚀坑船体板应力集中系数的计算误差不超过10%,而使用线性单元误差可达40%;蚀坑直径对单点腐蚀船体板疲劳寿命的影响不大,而船体板剩余疲劳寿命随蚀坑深度的增大而迅速减小。可见,对于点腐蚀钢板的应力集中计算,使用而二次单元比使用线性单元更准确;蚀坑深度对单点腐蚀船体板剩余疲劳寿命的影响比蚀坑直径的影响更为显著。     

基于雨流计数法的船体结构疲劳损伤评估方法研究

针对船舶在运营期间船体结构易受到疲劳等损伤,介绍一种改进型三峰谷值雨流计数法,在此基础上对船体结构疲劳损伤评估方法进行探讨,以期为船舶船体结构应力监测系统的构建提供理论支撑,进而为船舶提供早期危险报警和损伤评估,保证船体结构的安全性.通过算例分析验证了该雨流计数法的准确性以及高效性.     

考虑点腐蚀影响的船体板疲劳寿命评估

针对疲劳现象对点腐蚀极为敏感的问题,基于点腐蚀蚀坑处的应力集中系数,计算了含点腐蚀船体板单元的疲劳寿命。结果发现:对于半球形蚀坑,蚀坑处应力集中系数随蚀坑深度的增加而增大,两者基本上呈线性关系;当蚀坑深度为0,即无点腐蚀时,累积损伤度约为1,结构的疲劳寿命约等于设计寿命,这与客观事实是相符的,验证了基于应力集中系数计算结构疲劳寿命的合理性;当蚀坑深度仅为0. 2倍板厚时,含2种蚀坑的板单元疲劳寿命迅速减小到原寿命的47%、9%和23%;当蚀坑深度达到板厚时,板单元被蚀穿。这一结果说明结构的疲劳寿命随蚀坑深度的增大急剧减小,结构的疲劳寿命对点腐蚀极为敏感。     

耐压船体结构典型接点疲劳寿命评估

潜艇在潜浮过程中,由于静水外压引起的工作应力与焊接残余应力叠加,形成拉压循环应力,导致耐压船体的局部结构可能出现低周疲劳裂纹.一般情况下,高强度钢在抗拉强度提高的同时往往伴随着材料塑性储备和断裂韧性的下降,因此分析高强度钢潜艇结构的低周疲劳寿命非常重要.本文基于断裂力学和Paris公式建立了潜艇耐压结构低周疲劳寿命的工程估算方法,根据裂纹无损检测的概率统计和含裂纹圆柱壳极限应力分析,给出了初始裂纹和裂纹临界状态的建议值.应用本文的简化方法分析了某潜艇结构和锥柱结合壳模型的低周疲劳寿命,锥柱结合壳模型的数值算例表明本文的计算结果与试验测试结果相吻合.     

船体结构典型节点疲劳模型试验

船体结构建造过程中存在一定程度的不确定性,同时在实际应用中可选择的S-N曲线是有限的,假设都采用规范推荐的S-N曲线计算疲劳寿命,其计算值必将与真实值产生一定程度的差异,因此有必要对船体结构典型节点进行疲劳模型试验。本文采用模型试验的方法对船体结构2种典型节点形式的疲劳特性,以及试验模型的设计、试验数据的处理方式及试验结果进行研究,得出的方法和结论对船体结构典型节点的疲劳模型试验具有参考意义。     

航船结构疲劳寿命两种分布格式的比较

给出了船舶结构疲劳寿命两种分布格式在疲劳可靠性分析中的统一表达式。采用该统一表达式，分别对英国能源部（ＵＫ ＤＦｎ）、法国船级社（ＢＶ）及文献［４］中描述焊接点的Ｓ－Ｎ曲线数据进行了计算，并分析比较了船舶结构疲劳寿命两种分布格式的异同和对疲劳可靠性分析的影响。     

基于疲劳强度的舰船甲板支撑结构设计方法

舰船甲板支撑结构在受到高强度的海水和载重的压力作用时,容易产生断裂,为了提高舰船甲板支撑结构的抗压强度,提出一种基于疲劳强度优化的舰船甲板支撑结构设计方法。构建舰船甲板支撑结构的疲劳应力分布和屈服响应模型,采用有限元分析方法进行舰船甲板支撑结构的断裂行为评估和抗压能力预测,构建舰船甲板的机械荷载力学方程,通过对方程的优化求解得到满足最大疲劳强度和承载能力的应力系数,以此指导舰船甲板支撑结构设计。仿真测试结果表明,采用该方法进行舰船甲板支撑结构设计能提高支撑结构的载荷,疲劳应力强度得到提升。     

舰船结构的耐疲劳性设计

为了在船舶设计初期了解船舶结构疲劳寿命,为详细设计提供参考并提高船舶结构设计质量,本文将热力学理论与弹性力学相结合,建立热-应力相互作用控制方程,探索船舶结构疲劳寿命计算与选型方法,并给出相应的算法流程。     

船舶电站可靠性灰色马尔可夫预测模型

简要分析了现行船舶电站可靠性分析方法的不足,提出将灰色理论与马尔可夫预测相结合,运用在船用电站可靠性估计,建立其灰色马尔可夫预测模型,并根据模型对后几年船舶电站"故障率"的变化趋势进行了预测.分析表明:基于灰色马尔可夫的电站可靠性预测模型的精度高于灰色预测模型,同时弥补了单一马尔可夫链预测依赖于系统分布参数的局限,为船舶电站可靠性研究提供了一种新思路.     

断裂力学在船舶结构疲劳评估中的应用

疲劳失效是船舶结构失效的主要形式,由于船舶结构长期处于海浪、洋流等变应力载荷作用下,导致船体结构产生应力集中和疲劳破坏。为了提高船体结构的使用寿命,改善船舶质量,对船舶结构进行疲劳评估非常有必要。本文系统的介绍了机械结构的疲劳强度评估方法和断裂力学理论,在有限元分析软件Ansys平台上建立了船舶中部肋板的有限元模型,并基于断裂力学对该结构进行有限元分析仿真。本研究提高了船舶结构疲劳评估的精度,有利于延长船舶的使用寿命,降低船体维护成本。     

船舶结构疲劳控制设计数据库的研究

如何在设计阶段就能够预测结构的疲劳寿命一直以来是个工程上的难题。因此,科学地预测结构疲劳寿命具有较大的现实意义。针对该问题,本文基于工程热力学基本理论、结构焊接数值算法、结构可靠性、结构疲劳寿命等理论建立了结构疲劳寿命评估计算模型。以为基础,借助有限元法对结构疲劳寿命进行计算,并建立了船舶结构疲劳设计数据库。该数据库能够对结构疲劳寿命进行有效地预测,具有一定的工程应用价值。     

腐蚀疲劳作用下的船舶极限强度可靠性分析

由于腐蚀和疲劳的综合作用,船舶舯横剖面模数随时间减少,造成船体结构承载能力降低。本文通过对腐蚀和疲劳作用的定量分析,提出一种船体结构可靠性的计算方法。建立随时间变化的腐蚀、疲劳及剖面模数的模型,并通过一阶二次矩法计算船体瞬时可靠性,得出了船舶全寿命期内舯横剖面的剖面模数、可靠性指标随时间的变化曲线。     

基于疲劳强度的船舶甲板支撑结构设计

船舶甲板支撑结构与船舶的功能性和使用寿命密切相关,大量的统计数据表明,船舶甲板支撑结构的破坏形式主要包括2种,一类是冲击破坏,另一类是疲劳破损。其中,由于船舶的工作环境长期处于波浪等周期性载荷的影响下,因此甲板结构的疲劳破坏是最主要的破坏形式。针对这一问题,对船舶甲板支撑结构的疲劳强度特性进行分析,结合S-N曲线法和热点应力分析方法,建立船舶本体及甲板的支撑结构有限元模型,在Ansys软件中完成了甲板支撑结构的疲劳强度仿真设计。     

船舶结构应力腐蚀疲劳的模糊可靠性计算

采用将实际裂纹作为随机变量,临界裂纹作为模糊随机变量处理的形式,计算了在已知裂纹尺寸下的腐蚀应力构件的模糊可靠度;该方法的研究对于进行腐蚀应力下结构的疲劳裂纹可靠性研究,具有较好的实际应用价值及广泛的推广前景.     

面向大型船舶装备的系统可靠性预计方法研究

针对大型船舶装备中存在的串、并、旁、表决等混联组成的部分复杂系统结构,在开展系统可靠性预计时难以推导其可靠性数学解析公式的问题,提出一种基于蒙特卡罗仿真的可靠性预计方法,并通过对比数学解析方法来验证新方法的准确性和适用性。最后以某潜艇操舵系统为例,验证基于蒙特卡罗仿真的系统可靠性预计方法对复杂混联系统具有更好的普适性。