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散货船主肋骨肘板疲劳研究

曹富鹰  
【摘要】:疲劳破坏是船舶结构的主要破坏形式之一。对于大型船舶和使用高强度钢材的船舶,疲劳问题显得尤为突出。对疲劳问题的提出已经有半个多纪,至今仍然受到工程界和力学界的广泛重视。疲劳强度分析、疲劳寿命预报和疲劳行为的评估具有重要的工程背景和理论研究价值。本课题的研究目标是,在传统的结构疲劳设计思想基础上,研究散货船节点局部结构形式对其疲劳行为的影响,通过对不同形式的节点疲劳强度的研究,切实找到一些比较有应用价值的船舶结构节点形式,达到与工程实际相结合的目的。 本文在研究船舶结构节点疲劳强度理论的基础上,重点研究了疲劳分析中的简化方法和船舶结构节点部位热点应力集中系数的计算。本文的具体工作如下: 1.应用CCS编制的《钢质海船入级与建造规范》,对一条42000吨散货船的船中部位的船舱结构设计与计算,重点确定了4种不同结构节点形式的主肋骨肘板的尺寸。 2.利用CCS编制的《船体结构疲劳强度指南》,采用S—N曲线法,把有限元法与简化计算法相结合,对此散货船的船中位置的主肋骨上的4种不同形式的肘板进行疲劳强度计算与校核,并进行比较与分析,重点研究了节点的应力集中系数的计算方法。 3.利用通用有限元程序ANSYS,采用随即搜索法与子问题法对整体式肘板形状优化设计。 本研究目标的实现,将有效地促进船舶工程结构疲劳强度设计理念的进步,得到的结构节点形式具有重要的应用价值。


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