基于共同规范的散货船疲劳分析.pdf

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1、SHANGHAISHIPBUILDING上海造船2011年第3期（总第87期）基于共同规范的散货船疲劳分析陈国建，韩天宇（法国BV船级社上海办事处，上海200031）摘要：疲劳是船体损坏的主要因素之一，在设计建造阶段提高结构物疲劳寿命具有重要意义。结合船舶在建造和营运中的经验与反馈，以船级社共同规范为指导，对散货船船体结构的疲劳分析进行了探讨。分析了二维情况下的纵骨疲劳，同时利用三维有限元方法对船体主要支撑构件的疲劳强度进行了分析和总结，对影响疲劳强度的一些关键因素进行了讨论。关键词：共同规范；散货船；疲劳强度；有限元分析+中图分

2、类号：U674.134文献标识码：A文章编号：1005-9962(2011)03-0008-06Abstract:Fatigueisoneofthemainreasonsforshiphulldamage.Itisofgreatsignificancetoincreasestructurefatiguelifeinthepreliminarydesignphase.Combiningtheexperienceandfeedbackfromshipbuildingandoperation,thestructurefatigueana

3、lysisofabulkcarrieriscarriedoutbasedonIACS’CommonStructureRules(CSR).2Dlongitudinalstiffenerfatigueisanalyzed;andfatigueanalysisofthehull’smainsupportingcomponentsisperformedusing3DFiniteElementMethodtoformaconclusion;keyfactorsaffectingthefatiguestrengtharealsostudie

4、d.Keywords:CommonStructureRules(CSR);bulkcarrier;fatiguestrength;FiniteElementAnalysis0引言之后，经不断完善，散货船的疲劳分析终于有了统一的方法、统一的前提条件以及统一的结果准衡。疲劳和腐蚀被认为是船体结构损坏的主要因素本文以船级社散货船结构共同规范[2]为指导[1]。尽管疲劳损伤导致的结构单元失效不会引发灾（以下简称共同规范），对散货船的船体结构疲劳难性的后果，但是，疲劳损坏带来的结构维修费用分析进行了探讨，不但分析了二维情况下的船体纵十分昂贵

5、，尤其是船体上不容易到达的地方。维修骨疲劳强度，同时利用三维有限元手段对主要支撑往往意味着营运暂停，这将带来更大的经济损失。构件的疲劳强度进行了分析，并总结了影响疲劳强因此，在散货船设计与建造阶段提高结构疲劳寿度的关键因素。命，无疑具有重要的意义。在海上航行的散货船，装载工况复杂，不仅有1疲劳基本原理均匀满载、压载等常规工况，还有风暴压载、隔舱装载等恶劣载况。与此同时，装载货物多种多样，疲劳有两种类型，分别是低频循环疲劳，对应包括矿砂、谷物、卷筒钢板以及煤炭等不同密度和3于循环次数少于5×10，在材料塑性范围内变形，不同性状的货物

6、，这给散货船的疲劳分析带来了很例如浮式生产系统FPSO的储油/卸油状态；高频循多不确定因素。例如，选取的载况不同、货物不同环疲劳，对应于大量的循环次数和弹性变形。在船或者各种载况或货物分别在营运中所占时间比重体中观察到的疲劳主要是高频循环疲劳。不同等，显而易见会得到不同的疲劳分析结果。在影响船体结构疲劳性能的因素很多，主要有：共同规范出现之前，各家船级社之间针对散货船的结构的几何特性与焊接形式；材料和焊接程序；制疲劳分析结果有较大分歧。在共同规范推出造工艺；船舶装载工况；海况；环境条件等等。这些影响因素构成了疲劳计算的前提条件。第

7、一作者简介：陈国建，男，高级工程师，1977年生。2003在共同规范中，要求对规范船长大于150m的年上海交通大学船舶与海洋工程专业获硕散货船强制进行疲劳强度校核。所谓“疲劳强度校士学位。现从事船舶与海洋结构物结构分析核”主要针对由于波浪载荷诱导的疲劳损坏，而低工作。循环次数的载荷或冲击载荷则不予考虑。海洋环境收稿日期：2010-12-20陈国建等：渔业船舶评估技术规范研究94采用北大西洋海况。焊接程序、材料和工艺等遵循NR——循环次数，取值10；国际工业界标准和船级社规范。腐蚀量按照共同规Δσ——对应10-4超越概率水平下热点E

8、,j范第三章第3节的要求取值。处修正后的等效槽口应力范围，第j个装载工况，由于散货船有BC-A、BC-B和BC-C的船级符根据船级符号不同而有所差别，如均匀装载、重压号之分，对应的装载工况也有区别。例如满足BC-A载或隔舱装载等。船级符号的散货船不