船舶结构疲劳评估设计波法.pdf

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1、第34卷第5期舰船科学技术V01．34，No．52012年5月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYMay，2012船舶结构疲劳评估设计波法冯国庆，孙昊，刘冬平，任慧龙(哈尔滨工程大学船舶与海洋工程力学研究所，黑龙江哈尔滨150001)摘要：以散货船船肿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个控制载茼参数及设计波参数。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渡作用

2、下的节点砬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，井利用该方法对l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。关键词：船舶结构；疲劳评估；设计波法；散货船中图分类号：U661．4文献标识码：A文章编号：1672—7649(2012)05—0041—06doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2012．05．009Researchonthedesignwaveapproachforthefatigueass

3、essmentofshipstructuresFENGGuo-qing，SUNHao，LIUDong—ping，RENHui—long(InstituteofNavalArchitectureandOceanEngineeringMechanics，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Thedesignwaveapproachforthefatigueassessmentofshipstructuresisstudied．Princip

4、lesofthedesignwaveapproacharediscussedandtheproeeduresforthedeterminationofthedesignwavearegiven．FivedominantloadsandcorrespondingdesignwaveparametersareidentifiedbyanalyzingtheloadsactingOUthestructuraldetailoftheknucklebetweeninnerbottomandhopperslopingpla

5、ting．Acombinationofthedesignwavesforfatigueassessmentisachievedbyfittingthestressrangesofthestructuraldetailsunderthefivedesignwavestothereferencestressrangesobtainedfromthespectralfatigueanalysis．As龃example．thefatigueassessmentofthestructuraldetailofanother

6、bulkcarrierisperformedbyusingthecombinationofthedesignwaves．Theresultshaveagoodagreementwiththosefromthespectralfatigueanalysisandtheworkloadisreducedsubstantially．Keywords：shipstructures；fatigueassessment；designwaveapproach；bulkcarrier0引言疲劳谱分析的直接计算法是各船级社普遍认

7、可的首选的船舶结构疲劳评估方法。该方法由波浪载荷程序计算得到疲劳载荷，通过有限元分析得到结构的应力响应。但实践表明，基于谱分析的直接计算法的计算工作量相当大，使其工程应用受到了一定的限制。从减少计算工作量的角度来讲，疲劳评估的设计波法是一种值得研究的方法⋯。设计波法的优点是可以较好地考虑各个载荷分量问的组合，通过合理地选择设计波进行载荷组合，从而达到减小计算量的目的。目前，设计波法广泛应用于船舶与海洋工程结构物的屠服及屈曲强度评估中婶’．j，但在疲劳强度评估中设计波法的研究却相对较少”“】，收稿日期：2011一

8、08—08基金项目：国家自然科学基金资助项目(50809019)作者简介：冯国庆(1976一)。男，副教授．从事船舶与海洋工程环境载荷、结构强度、可靠性与风险评估等研究。-42·舰船科学技术第34卷本文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了研究，探讨了该节点的疲劳设计波的控制载荷参数选取及多种控制载荷参数下的设计波的应力组合方法。1设计波法的基本