收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于断裂力学的船舶典型节点疲劳寿命预报

王丽丽  
【摘要】:船舶持续处于交变波浪载荷的作用下,且船舶典型节点处多存在较大的应力集中,使得船舶典型节点存在着比较严重的疲劳问题,而目前针对该处疲劳问题的断裂力学研究还比较少。因此,论文以船舶典型节点为研究对象,用断裂力学方法对其疲劳特性进行研究。 目前,针对船舶疲劳问题,应用较为广泛的是基于S-N曲线和Miner线性累积损伤理论的疲劳强度校核方法。该方法起源较早,简单实用,有丰富的实验基础。但该方法并没有对疲劳现象和机理做出合理的解释,而基于断裂力学的疲劳寿命预报方法逐步对疲劳有关现象和机理做出了回答。但是,断裂力学法起步较晚,仍有许多问题有待解决,特别是涉及到船舶结构的工程应用。对裂纹进行表征的量有强度因子(SIF),J积分和裂纹尖端张开位移(COD)等,几种方法各有优劣,但在一定条件下可以相互转换。由于在计算疲劳寿命时,应用最广泛的是裂纹扩展率与SIFR之间的关系,论文选择SIFR作为计算疲劳寿命的参数。 为了进一步完善船舶疲劳损伤评估方法,本文基于断裂力学对船舶典型节点疲劳寿命的预报方法进行研究。研究内容主要包括裂纹尖端应力强度因子计算、裂纹扩展路径和扩展速率等。在计算船舶典型节点应力强度因子时,选择了有限元软件ANSYS,基于该软件运用五点法对船舶典型节点的SIF进行计算。随后,对三维单元和复杂载荷情况下,数据的处理方法给出了说明。在讨论裂纹的扩展路径时,使用了确定裂纹扩展方向的简化算法,最后通过比较证明了该方法的可行性。对于裂纹的扩展速率,以单一曲线模型为基础,考虑了应力比和载荷次序效应等多种因素的影响,并使用逐周迭代法进行疲劳寿命的预报。 最后,为了验证该方法的可行性,对船舶肘板处的单裂纹和双裂纹进行了疲劳寿命的评估,结果和试验符合较好。 为了验证论文中提出的用于计算疲劳寿命评估方法的适用性,同时考虑载荷次序效应对裂纹扩展速率的影响,对潜艇锥柱结合壳处的疲劳寿命进行了详细的分析和计算。计算中,通过Matlab生成一组服从Weibull分布的随机载荷,对这组随机载荷进行了多种排列处理,得出了载荷次序效应影响的相关结论。 通过本文的研究,为基于断裂力学的船舶典型节点疲劳寿命评估方法的工程应用开阔了思路。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘兵;何国球;蒋小松;朱旻昊;;材料疲劳寿命的影响因素和研究方法[J];材料导报;2011年09期
2 郑冠雨;王辉;;基于基本解的杂交有限元法计算应力强度因子[J];郑州大学学报(工学版);2011年04期
3 崔元庆;杨卫;仲政;;半无限平面裂纹构型横向应力的Green函数[J];应用数学和力学;2011年08期
4 何晓英;陈洪凯;刘虎队;;昆明~嵩明高速公路后窗子坡面泥石流形成机制试验研究[J];公路;2011年07期
5 冯慧娟;冯露;亢一澜;沈珉;康娴;沈铠铠;李洁;陈艳梅;王晰;;树木表面裂纹形成的生物力学机制[J];生物物理学报;2011年09期
6 李永东;冯飞翔;石海滨;冯学强;李康镛;;多铁性磁电智能复合材料的力学研究进展[J];装甲兵工程学院学报;2011年03期
7 李玉琴;何卫锋;李应红;王学德;龙霓东;刘海雷;;1Cr11Ni2W2MoV钢激光冲击强化后渗铝工艺研究[J];中国激光;2011年07期
8 吴斌;颜丙生;李佳锐;何存富;;镁合金疲劳早期非线性超声在线检测实验研究[J];声学学报;2011年05期
9 蔡力勋;包陈;;用于延性断裂韧性测试的载荷分离方法与应用[J];北京科技大学学报;2011年07期
10 张敦福;李术才;李明田;薛翊国;;旋转梯度对平面裂纹的影响及其尺度效应[J];岩石力学与工程学报;2011年07期
11 周建忠;王呈栋;黄舒;杨小东;徐增闯;杨晶;朱伟;;6061-T6铝合金紧凑拉伸试样激光喷丸强化后的疲劳裂纹扩展性能研究[J];中国激光;2011年07期
12 谭力;黄达海;王祥峰;;基于断裂力学的混凝土坝裂缝灌浆压力计算模型[J];工程力学;2011年08期
13 包陈;蔡力勋;石凯凯;;直通型CT试样COD弹塑性换算[J];北京科技大学学报;2011年07期
14 张国庆;王成焘;徐滨士;;几种疲劳寿命预测方法的探讨及评价[J];机械强度;2011年03期
15 安文华;贾华明;施太和;苏建文;卢强;冯少波;胡芳婷;;φ127塔标钻杆[J];石油科技论坛;2011年03期
16 张涛;;路基共同作用层厚度对拓宽道路路面的影响[J];河南科技;2011年15期
17 王璇;;重载道路长寿路面的材料设计[J];黑龙江科技信息;2011年23期
18 朱红建;;汽车钢圈疲劳强度的有限元分析与寿命预测[J];新技术新工艺;2011年06期
19 张永波;郭海燕;孟凡顺;李效民;;多用途输液立管涡激振动实验研究与疲劳分析[J];实验力学;2011年03期
20 彭惠芬;孟广伟;周立明;李锋;;基于小波有限元法的虚拟裂纹闭合法[J];吉林大学学报(工学版);2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 龙靖宇;吴小珍;王家青;;起重机主梁结构的疲劳寿命研究[A];2004年中国机械工程学会年会论文集:物流工程与中国现代经济——第七届物流工程学术年会专辑[C];2004年
2 龙靖宇;吴小珍;王家青;;起重机主梁结构的疲劳寿命研究[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
3 王志文;李培宁;雷月葆;潘缉梯;李琳;;我国压力容器缺陷评定的通用失效评定曲线[A];第四届全国压力容器学术会议论文集[C];1997年
4 刘世永;刘德义;刘世程;李辉;秦晓锋;;未溶碳化物对60Si2CrVAT弹簧钢疲劳性能的影响[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(一)[C];2007年
5 伍佑伦;王元汉;胡建华;;基于断裂力学的岩体强度探讨[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年
6 赖正聪;王时越;杨锡阶;景江峰;马云伟;;玻璃纤维土工格栅疲劳性能试验研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(一)[C];2007年
7 倪侃;张圣坤;;二级低高和高低加载下疲劳寿命可靠性预测[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ卷)[C];1998年
8 崔德渝;张行;;预估构件中周疲劳寿命的损伤力学方法[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
9 王鲁明;赵洪先;刘军;王永峰;;地下工程裂隙围岩稳定性的边界元法分析[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
10 徐学东;;既有铁路混凝土桥梁疲劳寿命预测及可靠性分析[A];工程安全及耐久性——中国土木工程学会第九届年会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马存旺;直升机复合材料桨叶分层特性及疲劳寿命研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 吴建国;裂纹扩展与损伤演化理论与应用研究[D];北京航空航天大学;2009年
3 曾蔚;同步碎石桥面铺装粘结层层间应力分析与应用研究[D];长安大学;2008年
4 杨谋存;结构耐久性分析方法研究及其在轨道车辆上的应用[D];南京航空航天大学;2007年
5 徐虹;汽车件的冷挤压工艺与疲劳寿命智能分析系统的研究[D];吉林大学;2005年
6 肖霞;大变形断裂力学问题三维变形场实验研究[D];天津大学;2009年
7 徐华;半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝扩展和疲劳寿命研究[D];广西大学;2012年
8 弯艳玲;蜻蜓翅翼三维空间结构的动力学与疲劳寿命研究[D];吉林大学;2010年
9 王勇;电厂锅炉汽包低周疲劳寿命评估技术及压力管道结构分析研究[D];浙江大学;2002年
10 黄志强;碾压混凝土诱导缝与层面断裂性能的试验和数值模拟研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨先勇;桥式起重机主梁疲劳寿命研究[D];武汉科技大学;2005年
2 王丽丽;基于断裂力学的船舶典型节点疲劳寿命预报[D];上海交通大学;2011年
3 贾贵磊;船舶典型节点的疲劳寿命和可靠性预报[D];上海交通大学;2011年
4 崔常宇;钢丝绳抽油杆的寿命研究[D];大庆石油学院;2008年
5 顾超林;加筋板连接件的振动疲劳研究[D];南京航空航天大学;2009年
6 董文婧;安装误差对轴疲劳寿命的影响[D];兰州理工大学;2010年
7 石成恩;活性粉末混凝土(RPC)的弯曲疲劳寿命研究[D];福州大学;2005年
8 杨学贵;水镁石纤维混凝土的疲劳性能试验研究[D];长安大学;2005年
9 申健;挤压变形镁合金的低周疲劳性能[D];沈阳工业大学;2005年
10 赵霞;某涡浆发动机涡轮转子强度与寿命计算[D];南京航空航天大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 韩晓玲 通讯员 张家盛;混凝土断裂力学权威受聘湖工大[N];湖北日报;2007年
2 王家平;断裂力学王国的探索者[N];中国交通报;2002年
3 记者 张晓梅;为高级客车国产化铺路[N];中国交通报;2002年
4 方舟;特殊用途超洁净轴承钢的发展[N];世界金属导报;2006年
5 本报首席记者 包斯文 通讯员 孟心仪 何冬梅;20%的新品开发率是如何实现的?[N];中国冶金报;2008年
6 吴伟录;追寻一航强度所的足迹[N];中国航空报;2005年
7 安世亚太 雷先华;结构疲劳分析技术新进展[N];中国航空报;2006年
8 记者 陈黎明 通讯员 江兴讯;高速客车用弹簧钢在兴澄特钢亮相[N];中国冶金报;2007年
9 安世亚太 孟志华;ANSYS稳健设计[N];中国航空报;2005年
10 林立恒;阀门弹簧用线材特点[N];世界金属导报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978